扭转预应变对Q345R钢低周疲劳性能影响的研究

采用轴向应变控制法、MTS809电液伺服疲劳试验机开展了扭转预应变后压力容器用Q345R钢的低周疲劳试验,获得了扭转预应变下材料的循环响应特征、应力-应变关系以及疲劳寿命等低周疲劳试验数据。根据应变-寿命曲线和塑性应变能-寿命曲线对试验钢的疲劳寿命进行了预测,两种方法预测结果一致。结果表明:扭转预应变对Q345R钢的疲劳寿命有明显的影响,但对其循环响应特征无明显影响,试验钢具有循环硬化特征。经过预扭转试件的裂纹扩展区出现韧窝,预扭转加速了裂纹扩展速率并增加了最后断裂区面积;而扩展区相应减小,这是预扭转导致疲劳寿命降低的原因。     

低合金高强钢B340LA低周疲劳性能研究

文章通过应变控制,对低合金高强钢B340LA的低周疲劳性能进行了研究。在分析循环应力响应特征及应力-应变迟滞回线时发现,就整体疲劳寿命而言,B340LA表现为循环稳定。且随着塑性应变能的增加,材料抵抗破坏的能力也增强。通过拟合低周疲劳实验数据,获得B340LA的循环应力-应变关系方程及应变-寿命关系方程,并估算出疲劳过渡寿命。     

碳纤维布对低屈服点钢BLY160低周疲劳性能的影响研究

采用轴向应变控制法,在电液伺服疲劳试验机MTS809上,对缠绕碳纤维增强聚合物(加固试件)和不缠碳纤维增强聚合物(母材)的低屈服点钢BLY160试样进行低周疲劳试验。研究了两种试验钢的低周疲劳性能,如循环应力响应特征、循环应力-应变关系以及低周疲劳寿命。通过拟合Hollomon公式和Manson-Coffin公式,推导出母材和加固试件的低周疲劳寿命预测公式。结果表明:母材和加固试件的裂纹源均萌生于试件表面,且加固试件表面有多处裂纹源,其疲劳断口韧窝比母材的更小、更密。缠绕碳纤维布能有效提高低屈服点钢的低周疲劳性能。     

管材高温低周疲劳实验方法及数据处理

采用径向应变控制法 ,在MTS880 /810试验机上用d 13mm× 1.5mm的单相α Ti合金管材 ,在 (35 0±1)℃下进行了 5个不同应变量的高温低周疲劳 (HTLCF)实验 ;记录了各自的循环应力—应变滞后环 ,得出了试样的循环响应特征和各试样的高温低周疲劳寿命。对实验数据按Coffin Manson公式拟合出疲劳曲线方程 ,从而绘出了该试材的Δεt— 2Nf 倍寿命关系曲线。考虑到低周疲劳数据的离散性 ,对其中的Δεt=1.0 %和Δεt=1.5 %两个应变量的各 6个试验数据按双参数Weibull分布进行了统计分析。     

Cu-3Ag-0.5Zr合金的高温低周疲劳性能研究

研究了Cu-3%Ag-0.5%Zr合金在800K条件下的高温低周疲劳性能。对循环应力响应行为及循环应力-应变行为进行了分析,给出了Cu Ag Zr合金的疲劳参数,并根据试验数据拟合出了疲劳寿命曲线和方程。结果表明,Cu Ag Zr合金的位错密度较低,循环应力响应行为表现出循环软化特征,合金低周疲劳曲线方程为Δεt/2=0.003(2Nf)-0.1104+0.14(2Nf)-0.7792,合金具有较低的弹性应变幅和较低的过渡疲劳寿命,塑性对疲劳寿命起决定性作用。疲劳裂纹起源于试样表面,且存在有多个裂纹源,有大量微小孔洞存在,孔洞连接萌生裂纹,合金高温断裂方式为穿晶韧性断裂。     

汽车稳定杆用55Cr3弹簧钢的低周疲劳性能

从汽车稳定杆用钢的实际应用需求出发，采用轴向应变控制方法，应变循环比R为-1，试验频率为0.1~1.0 Hz，疲劳试验加载波形为三角波，轴向总应变幅范围设定为0.35%~1.2%，测试了55Cr3弹簧钢低周疲劳性能，并对试验数据进行拟合计算，得到55Cr3弹簧钢的循环应力 应变曲线、应变 寿命曲线和过渡疲劳寿命；通过拟合Basquin和Coffin Manson公式，获得了55Cr3弹簧钢的低周疲劳寿命预测公式，拟合R2值大于0.9。通过疲劳断口分析，55Cr3弹簧钢断裂起源于试样表面，且存在多处裂纹源，裂纹共同向内扩展，最后快速断裂。     

应变时效对高强建筑用热轧H型钢低周疲劳性能的影响

通过人工预变形和时效的方法对热轧H型钢进行了应变时效处理。研究了应变时效对热轧H型钢低周疲劳寿命、循环应力响应和循环韧度的影响。研究结果表明,热轧H型钢和应变时效H型钢都表现出了良好的循环特性,都是以循环稳定为主的疲劳循环;热轧H型钢和应变时效H型钢都具有较好的高应变低周疲劳韧度,且应变时效对H型钢的低周疲劳循环韧度的影响较小。     

一种新型粉末高温合金的低周疲劳行为与寿命预测模型分析

对一种新型第3代粉末高温合金A3在700℃、应变范围0.6%～1.4%试验条件下的低周疲劳性能进行了研究,分析了材料的循环滞后回线、Massing特性、循环应力应变响应、应变-寿命关系等特性。采用Manson-Coffin模型、拉伸滞回能模型、三参数能量模型对疲劳寿命数据进行拟合预测,结果表明Manson-Coffin模型的寿命预测精度最高,在3倍分散带以内。用扫描电子显微镜对疲劳源区观察,结果表明:低应变时疲劳源数量上呈现单源,高应变时呈多源特征;随应变量增大,疲劳源位置趋向于试样表面,裂纹扩展区面积减小,瞬断区面积增大。疲劳断口典型的3个区域观察结果表明:疲劳源四周存在较多河流状线,其为裂纹扩展方向,裂纹扩展区存在较多二次裂纹,瞬断区出现韧窝与解理断裂特征。A3合金的断裂模式主要为穿晶断裂。     

2195铝锂合金的温热低周疲劳行为和疲劳寿命预测（英文）

为研究2195铝锂合金在温热条件下(100和200℃)的低周疲劳行为，首先进行应变控制的低周疲劳试验。结果表明，合金的起始和中值寿命滞回环均呈现中心对称特征。在100℃、应变幅值为0.6%条件下的循环应力响应曲线表现出完全循环硬化特征，而其他条件下的循环应力响应曲线均呈先循环硬化、然后循环软化的循环特征。随后，采用多种低周疲劳寿命预测模型对2195铝锂合金疲劳寿命进行评价。结果表明，基于总应变能密度的寿命预测模型具有最佳的预测精度。最后，为揭示2195铝锂合金的疲劳断裂机理，对不同试验条件下合金的疲劳断口进行观察。结果表明，在100℃、应变幅值为0.6%的条件下，合金断面上的疲劳条纹十分明显，但随着试验温度和应变幅值的升高，合金断面上的疲劳条纹逐渐弱化。在温度为200℃、应变幅值为1.0%条件下的疲劳断口呈明显沿晶断裂特征。     

核电用690镍基合金的应变疲劳行为及寿命预测

研究了某核电用690镍基合金在4种应变幅控制下的低循环应变疲劳,分析了疲劳断裂行为、应变疲劳寿命数据和循环应力-应变数据,给出了该690镍基合金的应变疲劳参数。结果表明,690镍基合金的低循环应变疲劳裂纹主要以穿晶断裂方式萌生于试样的自由表面并向内部扩展。4种应变幅控制下的应变疲劳寿命均高于美国阿贡国家试验室(ANL)给出的设计寿命。分别用Manson-Coffin方程和Langer方程对应变幅-疲劳寿命数据进行拟合,给出了预测方程;弹性应变幅、塑性应变幅与载荷反向周次的关系和塑性应变幅与循环应力幅的关系在对数坐标系下均呈线性关系。     

超期服役的X20耐热钢主蒸汽管道疲劳性能研究

本文的研究对象为在热电厂主蒸汽管道服役长达230,000h的X20马氏体耐热钢,对其和原始材料分别选取5个应力幅进行单轴常温疲劳试验,划分了高周疲劳区、低周疲劳区以及过渡区。通过对比试验了解了X20钢的疲劳特性,推算出两种试样的Basquin公式,用于预测X20耐热钢的疲劳寿命,并利用应力-应变曲线进行了循环应变分析。     

新型单晶高温合金WZ4的高温低周疲劳行为

研究了新型单晶镍基高温合金WZ4在980℃下的低周疲劳行为,包括合金的循环应力-应变响应和应变-寿命特征;利用Manson-Coffin模型、拉伸滞回能模型、三参数幂函数模型、三参数能量模型和幂指函数模型对寿命数据进行拟合分析。结果表明,该合金在980℃时呈明显的循环稳定特征;裂纹主要萌生于试样表面,小应变范围下呈单源特征,大应变范围下呈多源特征;三参数幂函数模型的寿命预测精度最优。     

汽车稳定杆用55Cr3弹簧钢的低周疲劳性能

从汽车稳定杆用钢的实际应用需求出发,采用轴向应变控制方法,应变循环比R为-1,试验频率为0.1～1.0 Hz,疲劳试验加载波形为三角波,轴向总应变幅范围设定为0.35％～1.2％,测试了55Cr3弹簧钢低周疲劳性能,并对试验数据进行拟合计算,得到55Cr3弹簧钢的循环应力-应变曲线、应变-寿命曲线和过渡疲劳寿命;通过拟...     

镍基粉末高温合金FGH96应变疲劳行为

对镍基粉末高温合金FGH96在750℃、应变比R=0.05下的应变疲劳循环应力响应曲线、循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线进行分析,通过非线性回归拟合,得到基于Manson-Coffin公式及郑公式两种处理模型的应变—寿命曲线及相关参数。结果表明,FGH96合金在实验加载条件下,出现了循环软化—稳定—再软化断裂的应力响应特性,并随着加载应变幅的提高而愈加明显。与Manson-Coffin公式相比,郑公式在宏观预测应变疲劳寿命,尤其是确定材料疲劳极限问题上取得很好的预测效果。     

IN718镍基高温合金的热机械疲劳性能

对IN718镍基高温合金进行温度循环为350～650℃及不同应变幅条件下的同相(IP)和反相(OP)热机械疲劳试验;比较同相和反相的热机械疲劳循环应力响应行为、滞后回线以及疲劳寿命;运用金相显微镜、扫描电子显微镜对材料的微观结构以及断口特征进行分析。结果表明:IN718合金的热机械疲劳应力-应变滞后回线最大拉应力与压应力不对称,表明合金在350～650℃范围内高温时抵抗变形阻力较小;合金的循环应力响应行为在低应变幅的同相热机械疲劳的高温半周呈现循环硬化现象,其余情况均为循环软化现象;合金的同相热机械疲劳寿命明显低于反相热机械疲劳寿命,合金热机械疲劳寿命在应变幅超过0.6%的条件下符合Coffin-Manson方程,在应变幅0.4%的情况下实际疲劳寿命值偏高;IN718合金的同相热机械疲劳的疲劳源处断口为沿晶断裂,反相热机械疲劳的为穿晶断裂,裂纹扩展区和瞬断区均为韧窝断裂。     

GH3044的低周疲劳行为研究

研究了镍基高温合金GH3044在室温和600℃的低周疲劳行为,对循环应力-应变和应变寿命数据进行了分析,给出了GH3044合金在此温度下的疲劳参数.合金的循环应力响应行为在室温下呈现循环硬化而后软化的特征,而在600℃时呈现循环硬化的特征,原因在于循环变形过程中位错之间以及位错与析出相之间的相互作用.Coffin-Ma...     

HG50钢焊接接头疲劳特性

通过对国产HG5 0钢焊接接头疲劳性能的试验研究 ,建立了HG5 0钢焊接接头S -N曲线和应变 -寿命 (Δε -Nf)曲线。当Nf>1 0 5周次时 ,疲劳寿命主要决定于弹性应变Δεe,为弹性损伤为主的疲劳寿命 ,即进入高周疲劳寿命区。低周疲劳及高周疲劳的疲劳寿命随循环应力变化的速率不同 ,即二者的疲劳特性不同。为焊接结构的抗疲劳设计提供了重要的基础数据     

镍基单晶合金复杂应力状态低周疲劳寿命预测

根据损伤应变能释放率的定义表达式，将各向同性材料应力二三轴性因子拓展到正交异性材料，定义了含有3个弹性常数的镍基单晶应力三轴性因子。用它修正Mises应变范围作为疲劳损伤参量，可以显著消除晶体取向和多轴载荷对疲劳寿命的影响。用损伤应变能释放率作为热力学广义力描述正交异性材料的疲劳损伤过程，引入取向函数和损伤驱动力循环特征参数反映晶体各向异性对疲劳损伤的非线性影响以及循环载荷的交变特性，提出了单晶合金低周疲劳损伤模型。利用CMSX-2镍基单晶合金薄壁圆筒试样的拉一扭循环载荷低周疲劳试验数据和DD3镍基单晶合金缺口试样的低周疲劳试验数据，运用多元线性回归分析方法拟合模型的材料常数，试验所得数据分别落在2．5倍和2．0倍偏差分布带内。     

高强HRB400E建筑用抗震钢筋高应变低周疲劳性能研究

对V-N微合金化钢筋和余热处理HRB400E钢筋的低周疲劳性能进行了研究。采用轴向应变控制的方法测定了两种工艺下钢筋的高应变低周疲劳性能,研究了在循环载荷下材料的循环应力响应特性、循环应力与应变关系,通过拟合Hollomon公式与Coffin-Manson公式推导出微合金化与余热处理两种钢筋的疲劳寿命计算公式,并计算出Nf=100周时的循环能量吸收率Δεt·σa值。结果表明,相比于轧后余热处理工艺,微合金化能同时提高Δεt和σa值,有利于材料在地震载荷下吸收较多能量,从而提高抗震性能。     

工业纯锆的低周疲劳特性及寿命预估

通过轴向对称应变控制法对工业纯锆的低周疲劳性能进行研究，讨论了工业纯锆的循环应力-应变响应、软硬化特性、累积滞后规律、疲劳寿命以及塑性应变能的影响。结果表明：在总应变幅大于0.5%时工业纯锆均表现出循环硬化；工业纯锆疲劳寿命满足Basquin-Coffin-Manson经验关系式，其过渡寿命为1548周；利用塑性应变能对疲劳损伤进行了有效评估，总应变幅度越低，滞回曲线面积越小，即塑性应变能越低，疲劳寿命越长；疲劳断口呈现明显的疲劳辉纹特征，随总应变幅的增加疲劳辉纹的数量减小宽度增加。