7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头低周疲劳性能研究

对航空用5mm厚铝合金7050-T7451搅拌摩擦焊接头的低周疲劳性能进行了研究。在合适的焊接工艺参数及良好的焊接接头的基础上,进行了焊接接头的低周疲劳实验,得到了低周疲劳寿命表达式和应变-寿命曲线。用扫描电镜观察了疲劳断口的微观形貌并分析了疲劳断裂机理。结果表明：裂纹在接头底部启裂,沿前进侧热机影响区与焊核区的交界处扩展至断裂;试样在高应变下循环硬化和软化现象不明显;较低应变时有循环软化倾向。     

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     

Ti-1023钛合金的低周疲劳行为

研究了室温Ti-1023钛合金由应变控制的低周疲劳行为。对循环应力-应变数据和应变-疲劳寿命数据进行了分析，通过双对数线性回归处理，得出了Coffin-Mason处理模型的疲劳参数。结果表明：合金总应变幅在0．6％-0．8％时，循环初期表现出轻微的循环硬化，然后循环稳定；总应变幅超过0．8％时则表现为循环软化。表明合金的循环应力响应行为取决于外加总应变幅。     

45碳钢低周疲劳与应力循环棘轮失效的实验研究

对调质处理的45碳素结构钢进行了应变循环低周疲劳实验以及应力控制棘轮失效实验．对于前者进行了带平均应变和不带平均应变的实验，以研究平均应变对低周疲劳特性的影响；对于后者研究了平均应力和应力幅值对棘轮失效的影响．应变循环实验表明：平均应变对循环饱和行为以及低周疲劳循环失效圈数并没有明显的影响，但对材料的循环初期循环塑性行为有影响．棘轮失效实验结果表明：当应力幅值较大而平均应力较小时，材料的棘轮失效主要归于较大塑性应变幅值引起的低周疲劳破坏；当平均应力较大而应力幅值相对较小时，材料的棘轮失效主要归于较大的棘轮应变引起的材料韧性破坏，其失效准则可以用最大单调极限应变来表征．     

加钛方式及钛含量对A356合金的低周疲劳性能的影响

研究了不同加钛方式和钛含量对A356合金低周疲劳性能的影响，结果表明A356合金的循环硬化行为对合金的加钛方式和钛含量敏感。钛含量为0．14％的合金总是比钛含量为0．10％的合金具有更高的循环硬化率。在低应变时两种加钛方式的循环硬化行为类似，在高应变时电解加钛合金表现为类似“饱和”的准稳定形变状态，而熔配加钛合金表现为持续的循环硬化行为。疲劳寿命仅对含钛量敏感，钛含量为0．10％时合金的低周疲劳寿命要优于钛含量为0．14％的合金。但是加钛方式对疲劳寿命的影响很小，如果钛含量相近，则两种加钛方式合金的低周疲劳寿命差别不大。     

20 g钢对接焊接接头循环应力-应变的特性

利用低周疲劳单试样步增量法,得到了20g钢的母材,焊缝和焊接接头试样的循环应力-应变曲线及相关低周疲劳性能参数;分析了焊接接头各区域组织对循环应力-应变行为的影响,说明了焊接接头组织不均匀性引起的力学性能不均匀性的存在及作用。试验表明,具有组织不均匀性和力学性能不均匀性的焊接接头试样与均质的母材或焊缝试样的循环应力-应变行为是不同的,在锅炉及压力容器疲劳设计中应考虑这些不均匀性对焊接结构疲劳性能的影响。     

焊缝余高对焊接接头疲劳性能影响的定量分析

为了研究焊缝余高对焊接接头疲劳性能的影响,采用名义应力法对含有焊缝余高的焊接结构连接件进行了有限元分析及寿命预测.结果发现:结构的疲劳寿命受焊缝坡度影响,随着焊缝坡度的增大,接头疲劳寿命先增大后减小,呈抛物线变化趋势.焊缝余高的变化也影响着结构疲劳性能,当焊缝余高为0.4mm、焊缝坡度为65°时,焊接接头疲劳寿命最大.     

20CrMo铸钢及焊接接头在470℃条件下的低周疲劳性能

一、前言压力容器出事故90％以上都属于疲劳失效,而N_f<10~5的应变疲劳在疲劳失效中占很大的比例。所以在压力容器的安全分析和寿命预测方面人们对低周疲劳性能非常重视。 20Cr Mo铸钢及焊接件为常用的压力容器用材,是目前在汽轮机厂做为广泛使用的结构钢,本文就总应变范围恒定的低周疲劳方面对20Cr Mo铸钢及焊接接头在470℃条件下的低周疲劳性能,在单轴拉压应力下低周疲劳寿命曲线、循环应力-应变曲线和相应的六个低周疲劳特征参数的测定等方面进     

T225NG钛合金的单轴棘轮行为研究

基于单轴常温与高温循环棘轮实验，研究了T225NG钛合金棘轮饱和、演化和破坏的一些特性，发展了一套描述高温棘轮循环的单轴饱和棘轮本构关系的方法，新方法克服了传统棘轮变形二元应力控制论带来的难题，描述方程结构简洁，建模简便、精度高，适合工程应用．研究表明：在常温应力循环下，当均值应力为半峰值应力时，T225NG钛合金会伴随棘轮饱和产生疲劳破坏，而当均值应力低于半峰值应力时，棘轮应变因局部损伤使材料较快达到疲劳破坏而不能达到饱和态。此外，常温应力循环下，单轴试样的低周疲劳寿命与幅值应力之间的关系符合幂律。     

焊缝余高对焊接接头疲劳寿命影响的有限元分析

使用Pro/E软件建立3种不同焊缝余高的焊接接头的几何模型,使用Hypermesh软件对接头进行网格划分,使用ABAQUS软件进行应力模拟分析,根据IIW标准,进行了基于名义应力法和热点应力法的接头疲劳寿命预测;使用ANSYS FE-SAFE软件进行基于网格不敏感结构应力法的疲劳寿命预测。结果表明:焊缝余高的存在降低了焊接接头的疲劳强度,且焊缝余高越大,疲劳寿命越差。     

钛合金低周疲劳性能研究

采用轴向应变控制的方法，在Ｉｎｓｔｒｏｎ－１３４３型万能疲劳试验机上测定了ＴＡ５钛合金的低周疲劳性能数据，研究了在循环载荷下该材料的应变与寿命的关系，初步预测了ＴＡ５钛合金的低周疲劳寿命。结果表明，塑性变形是造成ＴＡ５合金疲劳损伤的根本原因；通过试验求得的该材料的应变与寿命关系曲线其对数方程为一直线ε_ｔ＝０．０２８８Ｎ~（－０．１９９７）（其中相关系数ｒ＝０．９９１４．标准差Ｓ＝０．２１５３）；ＴＡ５钛合金具有循环软化的特性；其低周疲劳断口具有明显的挤压条纹特征。     

TA15线性摩擦焊接头高周疲劳性能分析

在相同热处理制度下,开展了TA15钛合金母材与TA15线性摩擦焊接头高周疲劳性能试验,并对疲劳断口进行扫描电镜分析. 结果表明,从S-N曲线低应力区到高应力区,焊缝针状组织的疲劳强度高于母材双态组织,随着应力的增大,两种组织的疲劳强度差异逐渐缩小;接头针状组织的疲劳极限(463 MPa)高于母材双态组织(423 MPa). 断口分析结果表明,TA15母材的疲劳断口相对较平,扩展区二次裂纹较少,而线性摩擦焊接头中存在较多的二次裂纹,降低了裂纹扩展速度,说明针状组织的疲劳性能优于双态组织.     

Effect of weld reinforcement on fatigue properties of A6N01 aluminum alloy welded joint

Fatigue properties of smooth and reinforcement A6N01 aluminum alloy welded joints were characterized in this paper. Based on measured S-lgN curves and fatigue fracture morphologies, effect of weld reinforcement on the fatigue property of the welded joint was studied. Results show that the weld toe is the weakness region of the reinforcement welded joint due to the stress concentration in this area, thus the fatigue fracture occurred at the weld toe for all the reinforcement welded joints; while the fatigue property of the smooth welded joint was improved due to remove of the weld reinforcement, and the welding defect was the key factor of the fatigue fracture, thus its fracture zones mainly located at welding zone and fusion line.     

8090Al—Li合金的低周疲劳行为

研究了不同热处理状态８０９０Ａｌ－Ｌｉ合金的循环疲劳与断裂行为。结果表明，相同时效状态合金的循环应力随应变幅的增加而提高，低应变幅下时效状态影响较小；随应变幅的提高，时效状态的影响增强，合金出表现出的循环硬化，软化以及低周疲劳性能与位错组态，沉淀相的尺寸，晶界ＰＦＺ的形成和断口形貌密切相关。     

5A06铝合金焊接接头在超长寿命区间的疲劳性能

采用自行研制的TJU-HJ-I型超声疲劳试验系统对5A06铝合金TIG焊焊接接头在超长寿命区间的疲劳性能进行研究. 疲劳试验结果表明,圆柱状母材试件、圆柱状焊接接头试件和薄板状焊接接头试件,在经历107循环周次后,S-N曲线仍呈下降趋势,没有发现明显转折,传统意义上的疲劳极限并不存在. 焊接接头试件在107周次和109周次下的疲劳强度仅为母材的50%~70%. 通过扫描电子显微镜进行断口形貌观察发现:母材疲劳扩展区断口较焊接接头断口平整,瞬断区呈韧窝状,而无余高焊接接头试件存在气孔、夹杂等焊接缺陷,导致疲劳性能明显降低.     

转向架用SMA490BW钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳试验方法对SMA490BW钢焊接接头的超高周疲劳性能进行研究,通过X射线应力仪对焊接试样残余应力进行测试,采用扫描电镜对疲劳裂纹的萌生、扩展及疲劳断裂机理进行观察和分析. 结果表明,SMA490BW钢母材的疲劳性能远高于焊接接头,在1 × 108循环周次条件下,接头的疲劳强度为141 MPa,仅为母材的44.2%. 接头裂纹主要萌生于焊趾表面缺陷处,疲劳断裂机理表现为准解理断裂, 并伴有塑性变形痕迹. 焊趾处几何不连续造成的应力集中和焊缝及其附近区域一定的残余拉应力,以及接头各微区组织和性能的不均匀性,是导致焊接接头疲劳性能偏低的主要原因.     

应变比对复合细化超细晶纯钛低周疲劳行为的影响

采用等径通道弯曲挤压(Equal Channel Angular Pressing, ECAP)+旋锻(Rotary Swaging, RS)技术制备超细晶纯钛,细化后晶粒尺寸达到纳米级。在室温下对超细晶纯钛实施应变比分别为-1、-0.5、0.5的应变控制低周疲劳试验,通过TEM对微观组织观察。研究了应变比对材料循环硬化软化特性、循环应力应变关系及疲劳寿命的影响。研究结果表明,应变比增大使得超细晶纯钛循环硬化现象更为显著,应变比越大超细晶纯钛低周疲劳寿命越低。低周疲劳高应变比情况下亚晶晶粒尺寸小,数量多,阻碍位错运动,使得材料发生循环硬化。     

TA15钛合金电子束焊焊接接头力学性能

钛合金材料以及相关制造技术是实现飞机先进性的重要基础之一,电子束焊接是钛合金板材一种先进的焊接形式.对TA15钛合金板材电子束焊接试样进行了金相分析和静力试验、疲劳试验和扫描电镜(SEM)分析.结果表明,TA15板材电子束焊焊接接头的焊缝、热影响区和母材的微观组织差别明显;焊缝韧性降低,抗拉强度高于母材;热影响区尺寸较小,在1～2 mm左右,是焊接接头的薄弱部位;疲劳裂纹大多萌生于焊接热影响区区域,疲劳破坏试样断口的SEM分析表明,疲劳裂纹大多起源于焊接热影响区的气孔处.     

TC11钛合金电子束焊接接头超高周疲劳性能

采用天津大学自行研制的TJU-HJ-I型超声疲劳试验系统研究了TC11钛合金电子束焊焊接接头的超高周疲劳性能. 试验结果表明,TC11钛合金电子束焊接接头在107周次以上仍然会发生疲劳失效,S-N曲线呈现连续下降的趋势,没有明显的转折. 试件的断裂位置大多数为母材处,焊缝和热影响区的疲劳性能要比母材好,这与焊接接头的微观组织有关. 通过SEM对超声疲劳断口形貌进行观察发现,断裂试件的疲劳裂纹大部分在表面萌生,然而在应力范围较低时,疲劳裂纹的萌生位置有从表面转向次表面的趋势.     

TC11钛合金焊接疲劳损伤分行演化方程建立

用航空发动机压气机叶盘常用材料TC11钛合金焊接试件，做了控制应变的疲劳寿命试验，获得了最大加载应变与疲劳寿命的关系曲线。应用数据处理技术研究了疲劳断口分维数测量中电镜放大倍数及测量码尺的选择问题，改进了二次电子线扫描分维数处理方法，并成功地应用于钛合金焊接接头断口分维数的测量，获得断口分维数与疲劳寿命关系近似正比例关系。由已建立的焊接结构疲劳损伤分形演化理论模型，建立了一定载荷下TC11钛合金焊接接头疲劳损伤分形演化方程。对航空发动机整体焊接叶盘疲劳寿命预测有重要意义。