AISI321不锈钢单周过载疲劳裂纹扩展的延迟效应

在恒△Ｋ控制条件下研究了ＡＩＳＩ３２１不锈钢在空气中不同过载比下的单周过载疲劳裂纹扩展延迟效应。结果表明：过载比越大，延迟效应越显著，延迟效应作用距离远大过载塑性区尺寸。讨论了裂纹过载延迟效应机理，认为ＡＩＳＩ３２１不锈钢过载后的疲劳裂纹扩展延迟行为主由塑性诱发裂纹闭合引起，并对其进行了定量描术。     

不同类型过载下Ⅰ型疲劳裂纹的扩展行为

研究了Ⅱ、Ⅲ型过载对Ⅰ型疲劳裂纹扩展行为的影响并与Ⅰ型过载进行比较．结果表明：单周Ⅱ、Ⅲ型过载也延迟了其后的Ⅰ型疲劳裂纹扩展，但作用程度小于Ⅰ型过载；过载延迟效应随过载时基础载荷的降低和过载比的加大而增强，在近门槛区过载表现为疲劳裂纹扩展停止、疲劳门槛提高，在高基础载荷过载时疲劳裂纹则延缓、减速扩展．过载延迟行为主要由裂尖尾迹塑性诱导裂纹闭合和裂尖附近残余压应力状态引起。     

喷丸强化残余应力对AISI304不锈钢疲劳裂纹扩展行为的影响

目的 探究喷丸强化残余压应力对AISI 304不锈钢疲劳裂纹扩展行为的影响规律.方法 建立并联合紧凑拉伸(CT)试样三维有限元模型和对称胞元喷丸有限元模型,发展一套多步骤数值模拟方法.首先,建立AISI 304不锈钢CT试样的三维有限元模型,模拟不同外加交变载荷工况下的疲劳裂纹扩展过程.基于线弹性断裂力学理论,利用裂纹闭合技术,计算不同裂纹长度对应的应力强度因子范围,采用修正的Paris公式计算疲劳裂纹扩展速率,并通过试验数据对计算结果进行考核.其次,建立多弹丸分层逐次冲击靶面的对称胞元喷丸有限元模型,模拟100％和200％喷丸覆盖率下的残余应力场,并通过试验数据对该对称胞元喷丸有限元模型的有效性进行验证.最后,将喷丸强化诱导的残余应力场以读写外部文件的方式导入CT试样三维有限元模型,模拟在内部残余应力场和外部交变载荷共同作用下的疲劳裂纹扩展行为.结果 对于相同的喷丸工况,保持外加载荷比不变而减小最大外加载荷,或者保持最大外加载荷不变而减小外加载荷比,喷丸强化诱导的残余压应力对疲劳裂纹扩展的抑制作用愈加显著.对于相同的外加载荷工况,200％喷丸覆盖率工况比100％喷丸覆盖率工况更能有效降低AISI 304不锈钢的疲劳裂纹扩展速率.结论 喷丸强化诱导的残余压应力场能够有效抑制AISI 304不锈钢的疲劳裂纹扩展.     

AZ31镁合金疲劳裂纹扩展和过载效应

研究AZ31镁合金不同方向的力学性能、疲劳裂纹扩展行为和单峰过载效应以及载荷比对疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明：不同方向材料的抗拉强度相当,而屈服强度差别较大：不同方向疲劳裂纹扩展行为存在差异,是由于屈服强度不同所致,归一化后差别消失：当应力强度因子范围相同时,疲劳裂纹扩展速率随载荷比的降低而降低;单峰过载时,疲劳裂纹向前扩展一段距离并偏离原扩展方向,导致随后裂纹扩展迟滞,这是由于过载增大残余压应力和裂纹出现偏折的结果。     

时效时间对2205双相不锈钢组织与疲劳裂纹扩展规律的影响

对经1050 ℃固溶处理后的2205双相不锈钢进行850 ℃分别保温30、180、360 min时效处理,并采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等方法,研究了时效时间对2205双相不锈钢显微组织与疲劳裂纹扩展规律的影响。结果表明：经850 ℃时效处理后,沿α相内以及α相与γ相边界主要析出了σ相,并且,随着时效时间的延长,σ相的析出量增加,并逐渐形成片状组织。时效处理后试样的抗拉强度增大,塑性明显降低。随着时效时间的延长,试样的稳态裂纹扩展速率明显增大,疲劳裂纹扩展门槛值减小。等温时效处理后试样的断口形貌以解理断裂为主要特征,在σ相周围还出现有二次裂纹,这是由σ相的析出引起应力集中所致。     

高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展的温度效应和过载迟滞效应

通过在18,35和55℃蒸馏水中疲劳裂纹扩展试验,证明了超高强度钢30CrMnSiNi2A腐蚀疲劳具有强烈的温度效应,得到了ΔK值和温度对裂纹扩展速率影响的复合表达式。由于扩展速率数据拟合得到的表观激活能值(36.7kJ/mol)十分接近于氢在γ-Fe中的扩散激活能值,支持了氢助裂纹扩展的观点。对大气中疲劳裂纹扩展具有重要价值的过载迟滞效应,在腐蚀疲劳时显著地减小,在0.1Hz的低频率下尤其明显。     

300M钢腐蚀疲劳小裂纹扩展特性及其超载效应

在３．５％ＮａＣｌ溶液（ＳＷ）、蒸馏水和空气三种环境,两种应力比和四种应力水平的实验条件下对３００Ｍ（４０ＣｒＭｎＳｉＮｉＭｏＶ）钢腐蚀疲劳（ＣＦ）时长裂纹扩展（ＬＣＧ）和小裂纹扩展（ＳＣＧ）特性的影响进行了研究．对不同应力水平下,周期超载对３００Ｍ钢在空气与ＳＷ中的ＬＣＧ和ＳＣＧ特性的影响进行了对比研究．结果表明,晶界等微观障碍对小裂纹扩展的阻滞作用是高强钢小裂纹现象的本质原因．施加腐蚀环境,超载或提高应力水平均有利于小裂纹越过微观障碍．虽然超载显著降低长裂纹的裂纹扩展速率,但对小裂纹扩展则既可能引起迟滞效应,也可能引起加速效应．氢在晶界聚集,导致晶界脆化,可能是造成本文环境因素与力学因素对小裂纹扩展影响的一个主要原因．     

疲劳裂纹扩展的非比例过载效应SCIEI

本工作研究了比例(Ⅰ型)过载及非比例(复合型)过载对常幅Ⅰ型疲劳裂纹扩展的影响。结果表明:Ⅰ型过载所引起的裂纹滞后扩展效应远较复合型为强。因此,在估算疲劳寿命时将零、构件实际承受的过载(大都为非比例过载)简单地当作比例过载处理,可能会过高地估计寿命,带来不安全因素。文章从Ⅰ型及复合型过载所引起的裂纹钝化、裂端塑性区的形状、尺寸及裂纹闭合等方面讨论了它们对裂纹扩展滞后效应的影响。     

裂纹在珠光体钢中的近门槛区扩展

在不同应力比(R)条件下研究珠光体片层距(d)对疲劳裂纹近门槛区扩展的影响,测定了材料闭合应力强度因子(K_(cl))和门槛值(ΔK_(th))以及在门槛区扩展时裂纹尖端张开位移范围(ΔCOD)。     

C—Si—Mn—B贝氏体钢的疲劳裂纹扩展特性

本文研究了C－Si-Mn-B贝氏体钢的疲劳裂纹扩展特性。结果表明,在强度相近的情况下,含1．8％Si钢的门槛值△Kth较0．6％Si钢的低,而且钢中的残余奥氏体对提高△Kth值并非有利。1．8％Si钢的△Kth值随钢的屈服强度降低而提高,然而450℃回火后,虽然△Kt提高,但裂纹扩展速率也显著提高,这表明450℃回火贝氏体脆性促进了疲劳裂纹的扩展。在应力强度因子较高的范围内,疲劳裂纹扩展速率受钢的断裂韧性影响,断裂韧性高,裂纹扩展速率低。     

GJW35钢结硬质合金热疲劳裂纹扩展的观察

观察了在热应力作用下 GJW35钢结硬质合金表面热疲劳裂纹扩展过程。结果表明 :萌生后的热疲劳裂纹优先在硬质相中扩展 ,遇到钢基体相后受阻、钝化。当裂纹在钢基体相中孕育时 ,另一裂纹已在该钢基体相区前沿的硬质相中形成。最后 ,在钢基体相中形成的裂纹以“搭桥”方式将其前后的裂纹连接起来。     

夹杂物对超高强度钢低周疲劳裂纹萌生及扩展影响的原位观测

采用扫描电镜原位观测了数微米大小夹杂物对超高强度钢疲劳裂纹萌生及扩展的影响,并用有限元法解释了夹杂物尺寸和形状对疲劳裂纹萌生及初期扩展的影响程度,得到了超高强度钢低周疲劳裂纹萌生与扩展特性和夹杂物对疲劳破坏的关键尺寸的估计值．同时,讨论了现行实验方法对确定铁基材料裂纹扩展速率的作用．     

植入铸造317L不锈钢在Hank’s模拟体液中腐蚀疲劳裂纹的萌生和扩展

利用往复弯曲疲劳试验机和SEM研究了铸造317L不锈钢材料在Hank’s模拟体液中的腐蚀疲劳裂纹的萌生和扩展行为.铸造317L不锈钢具有晶间腐蚀敏感性,首先在晶界上孕育萌生初始疲劳裂纹,继而扩展,形成主裂纹,发生断裂.在断口上产生了疲劳辉纹,二次裂纹和疲劳台阶.     

EFFECIS OF TEMPERATURE AND OVERLOAD RETARDATION ON CORROSION FATIGUE CRACK GROWTH OF HIGH STRENGTH STEEL

The fatigue crack growth rate (CGR) of ultra high strength steel 30CrMnSiNi2A in distilledwater at 18,35 and 55℃ were measured.It was confirmed that the temperature is strongly af-fected on the corrosion fatigue CGR of ultra high strength steel.An expression concerning theeffects of Δ K and temperature on the CGR was proposed.The fact that the apparentactivation energy (36.6 kJ/mol) resulted from regressive analysis of CGR data was similarto the activation energy of hydrogen diffusion in γ-Fe,strongly supporting the theory ofhydrogen-assisted crack growth.The overload retardation effect was greatly reduced in cor-rosion fatigue crack growth,especially at lower frequency,e.g.,0.1 Hz.This phenomenonmight be due to the increase of the SCC component of CGR after an overload.     

SLOW PROPAGATION OF FATIGUE CRACK NEAR THRESHOLD

The effect of pearlite interlamellar spacing(d)from 0.31 to 0.77 μm of T8 steel on fatiguecrack propagation near threshold has been investigated at different stress ratios(R).Theclosure stress intensity factor(K_(cl)),the threshold value(ΔK_(th))and crack tip opening dis-placement range(ΔCOD)were measured.The results show that pearlite interlamellar spac-ing in this range has no effect on K_(cl),but has effect on the threshold value in low stress ratio.The threshold value is higher for materials with larger interlamellar spacing.No matter whatthe stress ratio is,during the propagation near threshold,the propagation rate will be thesame,provieded the crack tip opening displacement range is the same.Metallurgical examinations were also carried out to show that the crack propagationpath is sensitive to mierostructure.The crack always propagates along either boundary ofpearlite colony or ferrite lamellar in pearlite.     

弹、塑性应变对奥氏体不锈钢AISI321电化学行为的影响

探讨了弹、塑性应变对奥氏体不锈钢电化学行为的影 响，从热力学判据和电化学参数的关系出发，分析了不锈钢的应变电化学行为.结果表明，静态无载荷试样和动态慢拉伸试样的电化学行为明显不同.弹性应变只影响金属阳极溶解过程，而不影响阴极过程.形变强化和位错塞积群的形成对金属的力学-化学活性起着决定性的作用.