一种等应力试样中的疲劳短裂纹行为

设计了一种三角形试样,当施加弯曲载荷时,该试样等腰三角形段内的表面拉应力为常数。采用振动试验机对所设计的试样进行疲劳试验,以研究一种焊接金属表面疲劳短裂纹萌生和发展特征。结果表明,疲劳短裂纹起源于铁素体晶内的滑移带。随疲劳周次增加,短裂纹发展以裂纹密度不断增加为主要特征。短裂纹的汇合造成裂纹发展且裂纹路径以穿晶为主。     

一种亚稳β钛合金中疲劳短裂纹穿晶扩展晶体学特征的EBSD研究

简单介绍一种疲劳短裂纹扩展跨越晶界的晶体学模型和利用EBSD技术判定活动滑移系的简便方法.作为实际应用的示例,利用EBSD技术应用晶体学模型研究了一种亚稳β钛合金--TIMETAL LCB中疲劳短裂纹穿晶扩展的晶体学特征.实现了穿晶裂纹活动滑移系的判定.结果表明除在试样表面晶粒两侧的裂纹走向偏折因素外,裂纹面(活动滑移面)间角是更重要的控制短裂纹穿晶扩展的晶体学因素.     

激光熔化沉积TC18钛合金组织及缺口高周疲劳性能

研究了激光熔化沉积TC18钛合金沉积态及热处理后的组织,以及室温缺口高周疲劳裂纹萌生和扩展特性.激光熔化沉积态组织由具有沿沉积方向定向生长特征的短柱晶及等轴晶组成,晶粒内部为超细的网篮组织;通过双重退火处理后,组织转变为较粗大的片层状网篮组织.研究表明,随着试样最大循环应力的升高,主裂纹长度降低,疲劳寿命也降低;激光熔化沉积TC18钛合金缺口疲劳裂纹源唯一,且起源于缺口根部表面处;疲劳裂纹扩展区发现两种类型的二次裂纹,二次裂纹有助于消耗裂纹扩展能,有助于提高疲劳极限.     

原位XRD法研究电疲劳过程中铁电陶瓷PLZT的畴变

利用SEM观察了未疲劳和疲劳铁电陶瓷极化试样的断口形貌.利用原位XRD观测了电疲劳过程中极化试样表面铁电电畴的变化,并记录了相应的剩余极化强度.实验结果表明:疲劳试样的主要断裂模式为沿晶断裂;随疲劳次数的增加,每次疲劳后试样表面I(002)减小,I(200)增加;每次疲劳后在外加电场作用下试样表面I(002)增加幅度和I(200)减小幅度随疲劳次数的增加而减少.这些现象说明:可翻转电畴的减少是剩余极化强度降低的主要原因;非协调高畴变应变形成大量沿晶微裂纹并导致疲劳试样主要断裂模式为沿晶断裂;沿晶微裂纹的形成和伸长主要发生在电疲劳的初期.     

铜铝复合接触线用银铜合金疲劳试验

通过采用不同应变幅控制,对不同变形量冷拉银铜合金进行室温低周疲劳试验.结果表明,随着应变幅的增大,滞后环面积也随之增大;随着循环周次的增加,循环应力逐渐降低,从而产生疲劳软化;加工率为38%的银铜合金循环周期大于加工率为19%的银铜合金循环周期;试样断裂后存在三个明显疲劳特征区:裂纹源、裂纹扩展区、瞬断区;银铜合金的裂纹扩展具有穿晶和沿晶两种方式.     

AZ31镁合金在高周疲劳过程中微观组织和孪晶演变特征

利用扫描电子显微镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）技术研究了室温条件下AZ31镁合金在不同加载频率（3和30 Hz）和不同应力幅值（90,95,100,105,110 MPa）疲劳变形后的组织演变规律及断口形貌特征。结果表明：随着加载应力增加,基体内残余孪晶数量增加,残余孪晶主要以拉伸孪晶形式存在。随着应力幅值的增加晶粒逐渐细化,这是由于在循环过程中,拉伸孪晶演变诱导晶粒细化。随着应力幅值的增加,织构强度显著减弱,这与试样疲劳后的再结晶机制有关。通过对试样疲劳断口的分析,发现孪晶片层处容易引起裂纹萌生,随着应力的增加,试样中裂纹扩展区面积逐渐减小,在疲劳裂纹扩展区观察到明显的疲劳辉纹。最终断裂区表面粗糙,主要存在韧窝、撕裂脊以及二次裂纹等形貌。在最终断裂区可观察到韧窝,韧窝尺寸随着循环应力的增加,在较高加载频率下,韧窝的尺寸与数量均减小。     

工业纯镁内部疲劳微裂纹的热扩散性愈合

采用单向对称拉压低周疲劳疗法在具有等轴晶的工业纯镁试样中引入了微米级的内部裂纹,裂纹主要位于晶内和穿晶位置,宽度为0.5-15μm,长宽比分布在10-35之间,在623K对疲劳试样进行2,4和6.5h的真空退火处理,SEM观察表明：晶内疲劳微裂纹纵剖面二维形态发生了主要由表面扩散控制的形态变化,由初始的扁椭圆形演化成多个球洞定向排列的形态;穿晶疲劳微裂纹纵剖面二维形态则在表面和晶界扩散的耦合作用下首先在晶界处分隔成两部分,并在晶界上留下了一个空洞,在退火处理的后期阶段,空洞收缩消失,引起空洞间距的增大并引起试样密度少量恢复。     

T6态ZM51变形镁合金的高周疲劳行为

以工业化挤压生产大截面尺寸的ZM51镁合金为研究对象,测试挤压态和T6态合金沿挤压方向(ED)的静态力学性能,并在应力比R=-1的条件下,研究T6态ED试样的高周疲劳行为。结果表明:T6处理后,ED试样的拉伸和压缩强度均得到提升,但伸长率大幅降低,压缩屈服强度的提高幅度远低于拉伸屈服强度的,合金拉压屈服不对称性增加。T6态ZM51镁合金循环周次为1×10~7时的疲劳极限为103 MPa,约为其抗拉强度的30%。发生在裂纹尖端塑性区内的"拉伸孪生-退孪生"是主要的疲劳损伤机制。合金疲劳裂纹的萌生位置以试样表面附近的孪晶界为主,疲劳裂纹穿晶路径扩展。疲劳断口两侧存在覆盖整个断口的针状孪晶层,应力越大,孪晶层厚度越小,而单个晶粒内的针状孪晶的数量越多,且间距越小。     

表面滚压对LZ50车轴钢疲劳短裂纹行为的影响

完成了6根表面经滚压处理的漏斗形圆棒试样疲劳短裂纹复型实验,结果表明其短裂纹行为表现出明显的微观结构短裂纹(MSC)和物理短裂纹(PSC)2阶段特征.在MSC阶段,由于不同微观结构障碍的阻碍,主导短裂纹出现2次较明显的扩展减速,进入PSC阶段后,随着主导短裂纹尺度的增长,该现象不再显著.与表面未经滚压的试样相比,在给定主导短裂纹尺度条件下,滚压试样的裂纹扩展速率低得多,这种差异在MSC阶段可达1个数量级.滚压试样平均疲劳寿命达到未滚压试样的6.4倍.表面滚压处理有效抑制了微裂纹的形核与合并,改善了局部微观结构条件,并推迟了MSC与PSC过渡阶段的到来,提高了材料的抗疲劳性能.对主导短裂纹尺度、疲劳寿命分数和有效短裂纹密度3种特征参量进行分析,确定了其良好假设分布和统计演化规律.     

316LN不锈钢管状试样高温高压水的腐蚀疲劳行为

设计了一种管状疲劳试样,高温高压水流经试样内部,试样外部与空气接触。利用管状试样研究了316LN不锈钢高温高压水腐蚀疲劳性能,重点关注了应变速率对其疲劳性能的影响。实验结果表明,高温高压水环境降低了316LN不锈钢的疲劳强度,且疲劳寿命随应变速率降低而降低;管状试样与标准棒状试样获得的疲劳寿命相差不大,表明利用管状试样研究核电结构材料高温高压水环境疲劳性能是合理可行的。在低应变速率条件下,疲劳裂纹源区域为典型的扇形花样,呈现准解理开裂特征。疲劳裂纹扩展区为典型的疲劳辉纹特征。疲劳裂纹萌生阶段高温高压水环境效应更加显著。同时讨论了316LN不锈钢在高温高压水环境中的疲劳损伤机理。     

45钢疲劳短裂纹的形成和扩展

本文对４５钢光滑试样疲劳短裂的纹的形成和扩展进行了试验，利用复型技术和光学显微镜观测了裂纹尺寸演化全过程，发现疲劳短裂纹形成寿命小于失效寿命的１０％，根据裂纹的扩展速度将短裂纹形成分成微观短裂纹和物理短裂纹两个阶段，给出了区分两种短裂纹的裂纹特征尺寸值和两种短裂纹的扩展速度公式。     

Fatigue Crack Propagation Behavior of as-Extruded AZ31B Mg Alloy Welded Joint

对AZ31B 镁合金焊接接头和热影响区的疲劳裂纹扩展行为进行研究,分析了焊接接头[L-T(W)]和热影响区的紧凑拉伸试验[C(T)],其中热影响区的C(T)试验包括焊缝平行于挤压方向[T-L(H)] 和垂直于挤压方向 [L-T(H)]两种。结果表明:对于L-T(W) 试样,裂纹沿挤压方向扩展,裂纹扩展经历先快后慢的扩展过程;T-L(H) 试样裂纹平行于缺口方向扩展,L-T(H)试样裂纹为平行于缺口方向和与缺口成一定角度两种扩展方向,裂纹扩展经历先慢后快的扩展过程。裂纹尖端扩展为穿晶和沿晶的混合模式,疲劳断口为准解理特征的脆性断口。     

AZ31B镁合金焊接接头的疲劳裂纹扩展行为(英文)

对AZ31B 镁合金焊接接头和热影响区的疲劳裂纹扩展行为进行研究,分析了焊接接头[L-T(W)]和热影响区的紧凑拉伸试验[C(T)],其中热影响区的C(T)试验包括焊缝平行于挤压方向[T-L(H)] 和垂直于挤压方向 [L-T(H)]两种。结果表明:对于L-T(W) 试样,裂纹沿挤压方向扩展,裂纹扩展经历先快后慢的扩展过程;T-L(H) 试样裂纹平行于缺口方向扩展,L-T(H)试样裂纹为平行于缺口方向和与缺口成一定角度两种扩展方向,裂纹扩展经历先慢后快的扩展过程。裂纹尖端扩展为穿晶和沿晶的混合模式,疲劳断口为准解理特征的脆性断口。     

不锈钢管道焊缝金属疲劳短裂纹行为的实验研究Ⅰ.材料微观结构和？…

用金相、复型技术和硬度实验测试了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢焊缝金属试样表面的微观结构组成。结果表明：奥氏体基体与富δ铁素体－带状结构组成的柱状晶是焊缝材料的微观结构特征,相邻富δ铁素体带间距离（约４０μｍ）是这一结构的特征参量。试样表面的微观结构依相对焊缝柱状晶取向的不同而不同。考虑疲劳损伤的局部性和区别试样表面不同尺度、位置微裂纹对疲劳损伤贡献的差异,提出了以“有效短裂纹准则”为核心的疲劳短裂纹     

AerMet100钢喷丸强化前后表面完整性及疲劳性能分析

目的 提高AerMet100钢的疲劳寿命,研究喷丸对其表面完整性和疲劳性能的影响。方法 通过表面完整性测试,分析喷丸对其表面形貌、粗糙度、晶粒度、硬度、残余应力和显微组织的影响。开展疲劳试验,观察疲劳断口形貌,分析喷丸对其疲劳性能的影响。结果 喷丸后,试样表面产生明显塑性变形,粗糙度有所增加,晶粒得到细化,硬度增大,形成约140 μm的残余压应力层;此外,形成了交错的马氏体板条,强化层内位错增多,产生细化的马氏体板条以及孪晶。疲劳试验中,未喷丸试样寿命均值为163 566周次,喷丸试样寿命均值为209 552周次,平均增幅达28.1%。喷丸试样断口分布有多个裂纹源,裂纹扩展路径曲折,在断口边缘形成了凹凸不平的台阶,消耗了更多的能量。试样强化层内的裂纹扩展区总体形貌较为无序和杂乱,疲劳条带较未喷丸试样更为细密,表明其裂纹扩展速度较慢。结论 喷丸后,AerMet100钢的疲劳抗力增加,疲劳寿命显著提高。     

不锈钢管道焊缝金属疲劳短裂纹行为的实验研究Ⅰ.材料微观结构和研究方法

用金相、复型技术和硬度实验测试了1Crl8Ni9Ti不锈钢焊缝金属试样表面的微观结构组成.结果表明:奥氏体基体与富δ铁素体-带状结构组成的柱状晶是焊缝材料的微观结构特征,相邻富δ铁素体带间距离(约40 μm)是这一结构的特征参量.试样表面的微观结构依相对焊缝柱状晶取向的不同而不同.考虑疲劳损伤的局部性和区别试样表面不同尺度、位置微裂纹对疲劳损伤贡献的差异,提出了以"有效短裂纹准则"为核心的疲劳短裂纹行为研究方法.     

600 MPa级热轧双相钢的高周疲劳性能

对热轧组织为铁素体+马氏体(1号)、铁素体+贝氏体+部分马氏体(2号)的600 MPa级热轧双相钢进行了应力比为0.1的拉-拉高周疲劳试验,并对疲劳性能进行了对比分析。结果表明:1号双相钢的疲劳极限为433 MPa,2号双相钢的疲劳极限为413 MPa。两种双相钢的疲劳断口均由疲劳源区、扩展区和瞬断区组成,疲劳源出现在试样顶角或近表面处,低应力时为单一疲劳源,高应力时为多疲劳源。裂纹扩展区除了有大量的韧窝,还有第二相粒子、疲劳辉纹和二次裂纹等特征。低应力幅时1号试样的疲劳辉纹较窄,疲劳寿命高于2号试样;高应力幅时2号试样的韧窝较深,疲劳寿命高于1号试样。在拉-拉载荷作用下,1号试样的裂纹为沿晶扩展,2号为穿晶扩展。透射电镜观察结果表明:在相近的应力幅下,疲劳断口附近高密度的位错缠结阻碍了位错的进一步运动,从而提高了双相钢的疲劳性能。     

淬态晶相对块状Zr-Al-Ni-Cu非晶合金疲劳断裂的影响

研究了带有淬态晶相块体非晶合金的对称循环疲劳断裂。结果表明，粗大的晶相促进疲劳裂纹的萌生，而完全非晶试样及带有细小晶相试样的裂纹萌生于样品的表层。非晶基体断口为典型的非晶疲劳条纹。在晶相处为典型的瞬断断口形貌，非晶基体疲劳条纹的间距远大于晶体疲劳条纹的间距。     

α钛单晶疲劳裂纹扩展行为

研究单晶疲劳裂纹扩展行为对了解金属材料内部抗疲劳能力很重要．对fcc和bcc晶型金属已经建立了疲劳裂纹扩展模型，但是对hcp晶型金属尚很少进行过研究，为此对α钛单晶疲劳裂纹扩展行为进行了研究．采用三种缺口方向不同的。钦单晶，缺口面和缺口方向分别为人试样（1210）[1010]；B试样（0110）［2110］；C试样（1010）[0001]．将试样在室温下、大气中以应力比为0．1，频率数10Hz下进行疲劳试验．在达到所定的反复次数后中断试验，用光学显微镜测量裂纹长度，观察裂纹路径，并进行断口形貌分析．试验表明，对A试样，在断裂面附近有两组住…     

不同加载速率下汽轮机转子钢的高温低周疲劳断裂特征

采用RDL05电子蠕变疲劳试验机,在0.5×10-2、0.1×10-2 s-1两种加载速率条件下,对30Cr1Mo1V汽轮机转子钢进行高温低周疲劳试验,用带有能谱分析的JSM-5610扫描电镜分析试样的断裂特征。结果表明,试样断面有裂纹起源区、裂纹扩展区和瞬断区,瞬断面与其他两区呈一定角度的剪切唇;裂纹源区比较平坦,细小裂纹沿晶界萌生于材料内部;断裂类型主要为沿晶断裂,在0.1×10-2 s-1时裂纹数目较少;在瞬断区以韧窝为主要断裂特征,并有少量疲劳条纹,0.5×10-2 s-1时韧窝较深;从试样表面萌生的裂纹可看出,裂纹附近出现了大量尺寸在5～30μm的鱼卵状裂纹珠,这是由于高温氧化、疲劳载荷交互作用形成的。