轧制变形TC1和TC2钛合金的高周疲劳性能

通过进行应力控制的疲劳试验,研究了TC1和TC2钛合金热轧板材在不同试验温度下的高周疲劳性能,并对两类钛合金板材的疲劳性能进行了比较.结果表明,在相同的最大循环应力下,TC1和TC2钛合金板材的高周疲劳寿命均随着温度的升高而降低,且当温度相同时,TC2钛合金板材的疲劳寿命均高于相同轧制方向的TCl钛合金板材.此外,实验温度越高,TC1和TC2钛合金板材的疲劳极限越低,且在不同温度下,TC2钛合金板材的疲劳极限均明显高于相同轧制方向的TC1钛合金板材.     

微合金管线钢X80的高周疲劳行为研究

研究了微合金管线钢X80在不同疲劳测试条件下的高周疲劳行为,绘制了S-N曲线,从而得到相应的疲劳极限.通过显微组织分析、力学性能测试及高周疲劳实验可以发现,不同显微组织对微合金管线钢X80的疲劳极限和S-N曲线有很大的影响,同时观察并分析了疲劳断口形貌.结果表明,终轧温度的降低,可以使显微组织明显细化,从而提高了微合金管线钢X80的疲劳极限.     

磨料水喷丸对23CrNi3Mo钢高周疲劳性能的影响

主要研究磨料水喷丸(High-energy abrasive waterjet peening,HAWP)工艺对23CrNi3Mo钢渗碳后的高周疲劳性能的影响规律,并对比分析了宏微观影响因素的变化。通过升降法检测HAWP处理试样与未处理试样的高周疲劳性能,并拟合成不同工艺下的疲劳S-N曲线。借助扫描电镜、光学显微镜、透射电镜、应力测定仪、显微硬度计等分析了HAWP工艺对23CrNi3Mo钢高周疲劳性能的影响机制。结果发现HAWP工艺处理后的试样疲劳极限提高,表层组织细化、引入残余压应力场、硬度增加,疲劳源位置由表面向心部推移。HAWP工艺使23CrNi3Mo钢表面完整性提高,促使疲劳源推移到次表面;组织强化和残余压力场有效阻碍了裂纹的扩展,这些因素共同作用,改善了23CrNi3Mo钢的疲劳性能。     

冲压成形工艺对材料疲劳性能影响的实验研究

采用实验测试与理论分析相结合的方法,研究冲压成形工艺引起的预变形对材料疲劳性能的影响。设计不同变形量的预拉伸试验来分析成形工艺所引起材料不同变形量,针对薄板试件无法进行对称循环加载疲劳实验的问题,提出了采用0.1拉-拉循环加载与Gerber反向修正相结合的试验-计算混合方法,得到了薄板试件对称循环的持久疲劳极限。对不同变形量的材料持久疲劳极限做拟合处理,得到变形量与材料持久疲劳极限之间的变化规律。对材料S-N曲线进行工程简化,得到几种典型变形量的S-N曲线,在可以满足工程要求的前提下,减少了疲劳性能测试的工作量。     

温度对铸造Al-Si9-Cu3-Fe1合金缸体力学性能与高周疲劳性能的影响

从实际铸造Al-Si9-Cu3-Fe1合金缸体上取样,分别在不同温度(室温、150、200、250℃)下进行拉伸和高周疲劳试验(10~4～10~7周次),获得了合金在不同温度下的力学性能、应力-寿命(S-N)曲线及疲劳极限,然后采用扫描电镜分析疲劳断口形貌。结果表明:随着温度的升高,合金的抗拉强度降低,断后伸长率增加;温度对合金高周疲劳性能的影响并不明显,这是因为疲劳极限在很大程度上决定于缺陷而非基体材料的性能。因此实际铸造缸体在不同温度下的力学性能差别较大,而高周疲劳性能差别较小。     

氩弧焊修复激光成形TC11钛合金组织及高周疲劳性能

采用氩弧焊对沉积态激光成形TC11钛合金进行修复并进行双重退火热处理.观察分析了修复试样热处理前后各区域的组织,测试了高周疲劳极限并进行分析.结果表明,修复区宏观组织呈柱状晶形貌,热影响区和基材区呈柱状晶和等轴晶交替排列形貌.热处理前修复区和热影响区为超细针状α相分布在β相基体中,基材区为较细的网篮组织;热处理后各区域的微观组织均为板条状初生α相+β相转变组织,修复区初生α相长度显著大于其它区域.修复件高周疲劳极限下降约7.1%.断口分析表明:修复件疲劳源均为修复区气孔,气孔缺陷是疲劳性能下降的主要原因;疲劳源区呈α相解理、β相撕裂形貌.     

基于能量耗散的激光焊对接接头高周疲劳性能快速评估

基于红外热像法获得对接接头疲劳自热温升数据,建立激光焊对接接头能量耗散疲劳评估模型. 借助能量耗散模型,对Q310NQL2-Q345NQR2激光焊接头高周疲劳过程的疲劳性能进行了研究. 结果表明,随着应力幅值的增加,Q310NQL2-Q345NQR2激光焊接头的能量耗散随之增加,并在疲劳极限附近出现了拐点. 结合 RVE(representative volume element)模型分析,该拐点正是材料内部从单一的可逆微结构运动到同时包括可逆和不可逆的微结构运动的转折点. 其中不可逆微结构运动相应于引起材料损伤的非弹性耗散,当损伤累积到一定程度,其相应的非弹性能量耗散也存在阀值. 以此阀值作为疲劳寿命预测参量,建立高周疲劳激光焊对接接头疲劳寿命预测模型,实现S-N曲线的快速预测.     

7075铝合金表面喷丸残余应力松弛的实验研究

采用喷丸引入表层残余应力,分析循环载荷时7075铝合金试样的应力松弛现象,讨论喷丸工艺引入的初始残余应力状态、表层显微硬度和表面粗糙度对疲劳抗性和残余应力松弛的影响.结果表明,喷丸引入的表层残余压应力是提高试样疲劳抗性的主要因素,但表层冷作程度与表面缺口效应对喷丸试样的低周与高周疲劳抗性与残余应力松弛有很大影响.循环应力水平接近高周疲劳极限时,经历高周疲劳残余应力无明显松弛;应力水平接近低周疲劳极限时,残余应力发生早期大幅松弛,且残余应力峰外移.     

β锻TC17钛合金的高周疲劳研究

对β锻的TC17合金的高周疲劳性能进行了研究,获得了光滑试样的应力疲劳寿命曲线(S-N曲线)。结果表明,β锻的网篮组织具有较高的高周疲劳性能,疲劳极限达到544 MPa。对疲劳断口和裂纹扩展路径进行了分析,发现网篮组织的高周疲劳断口具有裂纹扩展路径曲折、二次裂纹较多的特征。原始β晶界的粗大α相是显微组织中的"弱区",疲劳裂纹易沿粗大α相萌生和扩展。     

不同强韧性匹配的重载车钩材料高周疲劳行为研究

研究了不同强韧性匹配重载车钩材料的高周疲劳行为.通过不同热处理工艺获得的重载车钩材料25MnCrNiMoA钢三种不同强韧性匹配的试样,即:高强低韧、中强高韧和低强高韧三种组合的试样.采用旋转弯曲疲劳试验方法,测定了车钩材料的疲劳极限.绘制了p-S-N曲线,观察了疲劳断口,分析了在不同回火温度下获得的不同强韧性匹配对车钩...     

单晶高温合金断裂特征

对单晶高温合金高温拉伸、低周疲劳、高周疲劳和持久断裂特征进行试验研究。结果表明：单晶高温合金高温拉伸断口具有类解理断裂与韧窝断裂的混合特征,断裂机制为中心微孔聚集型断裂。低周疲劳断裂在高应变幅下为多疲劳源,裂纹扩展初期断口与主应力方向垂直,随后疲劳裂纹沿特定晶体学平面扩展;在低应变幅下为单疲劳源,疲劳裂纹沿特定晶体学平面扩展。高周疲劳断裂为单疲劳源,在大应力下断口由多个相交的特定晶体学平面组成,应力较小时,断口由一个大的晶体学平面和瞬断区组成。疲劳裂纹在晶体学平面上扩展形成的疲劳条带间距很宽。高温持久断裂机制为微孔聚集型断裂,显微缩孔成为持久断裂的主要裂纹源。表面再结晶对高温持久断裂机制影响较小,但会使持久性能降低。     

An intrinsic effect of hydrogen on cyclic slip deformation around a {1 1 0} fatigue crack in Fe–3.2 wt.% Si alloy

The effect of gaseous hydrogen on cyclic slip behavior around a fatigue crack tip introduced along the {1 1 0} plane in a Fe–3.2 wt.% Si alloy is precisely investigated by cross-sectional transmission electron microscopy and fractography. The results clearly suggest that the fatigue crack growth rate is promoted by hydrogen, whereas the number of dislocations emitted per load cycle is reduced. In addition, dislocation distribution is localized around the crack, causing quasi-brittle crack morphology. A sustained load test confirms that no subcritical crack growth caused by cleavage or micro-void coalescence exists along the {1 1 0} plane, which indicates that the observed increase in the fatigue crack growth rate is correlated solely to the intrinsic effect of hydrogen on the cyclic slip-off process around the crack tip.     

K417G低压涡轮转子叶片振动疲劳断裂特征研究

对振动试验开裂的101件发动机低压涡轮转子叶片的裂纹形态、分布、裂纹断口等进行研究。结果表明:所有叶片裂纹均为横向裂纹,其中大部分叶片源区未见缺陷,裂纹位置主要集中在叶根附近进气边前缘或排气边尾缘位置,少数叶片裂纹萌生于疏松,位置随机分布;所有叶片断口均出现3个区域,即源区、沿{111}滑移面扩展的第Ⅰ阶段扩展区和叶片径向垂直的第Ⅱ阶段扩展区;源区主要为单疲劳源,第Ⅰ阶段扩展区发展充分,宏观上可见与叶片径向大致呈45°的反光小平面,微观上断口可见河流花样、滑移台阶和锯齿状断面等特征,第Ⅱ阶段扩展区断面平整,微观上可见间距不足1 μm的细密疲劳条带。     

<111>取向DD499合金旋转弯曲高周疲劳性能的研究

研究了DD499单晶高温合金<111>取向700和900 ℃温度条件下光滑和缺口试样的高温旋转弯曲高周疲劳性能。结果表明：<111>取向DD499合金光滑试样的疲劳强度在700 ℃为355 MPa,在900 ℃时为400 MPa,其疲劳强度和缺口敏感性均随温度的升高而增大。<111>取向DD499合金两种温度光滑试样的疲劳断裂均为多源断裂,断裂机制均表现为沿最密排面{111}面的解理断裂特征;而缺口试样在700 ℃表现为沿缺口向中心扩展断裂,900 ℃表现为类似于光滑试样的断裂特征。     

<111>取向DD499合金旋转弯曲高周疲劳性能的研究

研究了DD499单晶高温合金<111>取向700和900℃温度条件下光滑和缺口试样的高温旋转弯曲高周疲劳性能。结果表明:<111>取向DD499合金光滑试样的疲劳强度在700℃为355MPa,在900℃时为400MPa,其疲劳强度和缺口敏感性均随温度的升高而增大。<111>取向DD499合金两种温度光滑试样的疲劳断裂均为多源断裂,断裂机制均表现为沿最密排面{111}面的解理断裂特征;而缺口试样在700℃表现为沿缺口向中心扩展断裂,900℃表现为类似于光滑试样的断裂特征。     

Effects of the Electron Beam Welding Process on the Microstructure,Tensile, Fatigue and Fracture Properties of Nickel Alloy Nimonic 80A

The purpose of this study was to evaluate rotary bending high-cycle fatigue properties and crack growth of Nimonic 80A-based metal and electron beam-welded joints. All the tests were performed at room temperature. Fracture surfaces under high-cycle fatigue and fatigue crack growth were observed by scanning electron microscopy. Microstructure, hardness and tensile properties were also evaluated in order to understand the effects on the fatigue results obtained. It was found that the tensile properties, hardness and high-cycle fatigue properties of the welded joint are lower than the base metal. The fracture surface of the high-cycle fatigue shows that fatigue crack initiated from the surface under the high stress amplitude and from the subsurface under the low stress amplitude. The effect of the welding process on the statistical fatigue data was studied with a special focus on probabilistic life prediction and probabilistic lifetime limits. The fatigue crack growth rate versus stress intensity factor range data were obtained from the fatigue crack growth tests. From the results, it was evident that the fatigue crack growth rates of the welded are higher than the base metal. The mechanisms and fracture modes of fatigue crack growth of welded specimens were found to be related to the stress intensity factor range ΔK. In addition, the effective fatigue crack propagation thresholds and mismatch of welded joints were described and discussed.     

THE LIMITATION OF MATANSITIC INVARIANT HABIT PLANE AND MARTENSITE MORPHOLOGY

ＴＨＥＬＩＭＩＴＡＴＩＯＮＯＦＭＡＴＡＮＳＩＴＩＣＩＮＶＡＲＩＡＮＴＨＡＢＩＴＰＬＡＮＥＡＮＤＭＡＲＴＥＮＳＩＴＥＭＯＲＰＨＯＬＯＧＹ￥Ｎ．Ｊ．Ｇｕ，Ｈ．Ｆ．Ｐｅｎｇ，Ｘ．ＹＳｏｎｇ，Ｆ．Ｘ．ＹｉｎａｎｄＥ．Ｘ．Ｗａｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａ...     

单向活门组件失效分析

某型飞机单向活门组件失效,本文主要对组件的活门板、弹簧和轴损伤的宏、微观特征进行了观察,对这三种材料的硬度进行了测试.结果表明,活门板与弹簧的断裂性质均为高周疲劳断裂,轴的异常磨损模式为磨粒磨损 粘着磨损.弹簧和活门板疲劳断裂的主要原因是弹簧的弹力值偏低,轴向上缺少限位装置也对其疲劳断裂起到了一定的促进作用.轴表面磨损的主要原因是弹簧和轴间的硬度不匹配.     

镍基单晶气膜孔模拟试样的低周疲劳断裂机理

采用镍基单晶合金DD6带不同数量激光加工气膜孔的薄壁平板模拟试样,对其在900℃下的低周疲劳性能进行了研究,并对试验数据和断口的SEM形貌进行了分析。结果表明:在相同的试验条件下,气膜孔的数量对低周疲劳的寿命影响很大,单孔试样的寿命约为密排多孔试样的10倍;气膜孔周围存在大量微裂纹,带气膜孔试样的破坏属于典型的多源断裂;对于单孔试样及密排多孔试样的中间孔,裂纹沿{001}面扩展;密排多孔试样的上下2排气膜孔周围的裂纹沿多个滑移面扩展。     

化学气相沉积钨单晶管材表面电解蚀刻形成的{110}晶面形貌

报导了具有<111>晶向(轴向)的管状钼单晶基体化学气相沉积(CVD)钨单晶涂层的电解蚀刻工艺及形成的{110}晶面形貌。实验发现,通过电解蚀刻,表面的{110}晶面可以完全被蚀刻出来。蚀刻出来的{110}晶面呈台阶结构,并同<111>晶轴相平行。蚀刻出来的{110}晶面在圆管的表面分成均等六个区。每个区内{110}晶面的台阶面的宽度呈现周期性的变化,开始台阶面较宽,逐渐变窄,然后通过一过渡区后,进入下一周期,{110}晶面的台阶面的宽度又逐渐变宽。