LY-12CS铝合金在空气和盐水介质中△K_(th)和da/dN规律的研究

本文用中心缺口拉伸试样(CCT试样)测试了LY-12CS铝合金在室温空气和3.5％NaCl水溶液介质中三种载荷比(R=0,R=0.33,R=0.67)条件下的疲劳裂纹扩展门坎值△K_(th)及da/dN,结果表明: (1)在三种载荷比条件下,盐水介质比空气介质明显地降低了△K_(th)而提高了疲劳裂纹扩展速率da/dN。在我们试验的三种载荷比△K=7～15kg/mm~(3/2)范围内,盐水介质的da/dN是空气介质的1.6～3.4倍。 (2)在两种介质中,随着载荷比R(或平均应力)的增加,门坎值△K_(th)下降而da/dN增加。     

EFFECT OF ENVIRONMENT ON THE BEHAVIOR OF FATIGUE CRACK GROWTH IN AN AS-ROLLED DUAL-PHASE STEEL

本文研究了一种热轧双相钢在空气和3.5%NaCl 溶液中的疲劳裂纹扩展行为,这种双相钢在空气中具有较好的疲劳裂纹扩展阻力。在3.5%NaCl 溶液中的门槛值比空气中高,这是裂纹内腐蚀产物的楔子作用所致。随着应力比的增加,门槛值降低,并符合应力比对门槛值影响的竞争模型。在较高△K 下,扩展速率符合Paris 公式。在3.5%NaCl 溶液中的腐蚀为活性腐蚀。     

环境对热轧双相钢疲劳裂纹扩展行为的影响

本文研究了一种热轧双相钢在空气和3.5%NaCl 溶液中的疲劳裂纹扩展行为,这种双相钢在空气中具有较好的疲劳裂纹扩展阻力。在3.5%NaCl 溶液中的门槛值比空气中高,这是裂纹内腐蚀产物的楔子作用所致。随着应力比的增加,门槛值降低,并符合应力比对门槛值影响的竞争模型。在较高△K 下,扩展速率符合 Paris 公式。在3.5%NaCl 溶液中的腐蚀为活性腐蚀。     

应力比对30CrMnSiNi2A钢P-da/dN-△k曲线影响研究

在介绍30CrMnSiNi2A钢的力学性能和试验条件基础上,根据金属材料疲劳裂纹扩展的统计分析方法,求出了其P-a-N和P-da/dN-△k曲线,并对不同应力比条件下的试验数据进行了分析和比较,探讨了中值da/dN-△k曲线和99.9%可靠度da/dN-△k曲线的变化规律,研究结果表明,P-da/dN-△k曲线与应力比有很强的相关性,随着应力比增强,裂纹扩展速率增加.当可靠度要求增加时,这种趋势更明显.     

温度对TC4-DT损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响

对TC4-DT损伤容限型钛合金在150℃,25℃下的疲劳裂纹扩展速率da/dN进行了测试,给出了扩展速率和应力强度因子幅值△K之间的关系曲线.用SEM对2种温度下断口形貌进行了观测,实验结果表明,150℃的疲劳裂纹扩展速率试样具有较低的疲劳裂纹扩展速率,25℃的疲劳裂纹扩展速率试样具有较低的门槛值;稳态扩展区解理断裂和条带循环机制共存,150℃的da/dN试样中的疲劳辉间距比25℃试样细;快速扩展区的断口形貌呈韧窝型静载断裂特征,150℃的da/dN试样中的韧窝比25℃试样深.     

环境对镍基超合金In-738LC和In-939在850℃下疲劳裂纹增长的影响

本文研究确定了在不同的环境中(即:真空;空气;人造灰+空气+0.03(体积)％SO_2/SO;空气+0.03％(体积)SO_2/SO_3+氯化物)镍基铸造超合金I_n-738L_c和In-939在850℃下疲劳裂纹长速率△a/△N与循环应力强度幅△K的关系。人造灰成份是根据德国FVV(德国内燃机协会)推荐的成份。研究发现上述两个合金在真空中疲劳裂纹扩展速率约比空气中的慢二倍,在硫化气氛中,I_n-939的裂纹扩展速率与空气中的值相比,未察觉有任何影响,而对I_n-738L_c仅察觉到很小的影响。加入氯化物,使断裂路经从穿晶变为晶界断裂。     

显微组织对Ti-6Al-4V ELI合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了Ti-6Al-4V ELI合金板材的显微组织对疲劳裂纹扩展速率的影响.用金相显微镜对不同热处理制度下该合金α和β转变组织的变化进行了观察分析.采用MTS-810低周疲劳试验机测试合金的裂纹扩展速率.通过Origin 6.0软件对数据进行处理并绘制裂纹扩展速率(△a/△N)与应力强度因子幅△K的关系曲线.结果表明:在Pairs区范围内,疲劳裂纹扩展速率对双态组织中初生α相含量的多少不敏感,而在近门槛区和快速扩展区,裂纹扩展速率对组织比较敏感;在本实验研究的条件下,细针编织状魏氏组织的da/dN<平直状片层组织的da/dN<双态组织的da/dN.     

应力比对30CrMnSiNi2A钢P-da/dN-Δk曲线影响研究

在介绍30CrMnSiNi2A 钢的力学性能和试验条件基础上,根据金属材料疲劳裂纹扩展的统计分析方法,求出了其P-a-N 和P-da/dN-k 曲线,并对不同应力比条件下的试验数据进行了分析和比较,探讨了中值da/dN-Δk曲线和99.9%可靠度da/dN-Δk 曲线的变化规律,研究结果表明,P-da/dN-Δk 曲线与应力比有很强的相关性,随着应力比增强,裂纹扩展速率增加。当可靠度要求增加时,这种趋势更明显。     

30CrMnSiA钢在盐雾腐蚀条件下疲劳裂纹扩展的初步研究

本文用断裂力学的方法对30CrMnSiA结构钢在盐雾介质和室温空气下的疲劳裂纹扩展特性进行了初步研究。 用紧凑拉伸试样,在应力强度因子△K=70～200kg/mm~3/~2范围内,其试验结果表明:试验初期,盐雾介质中的裂纹扩展速率比室温空气中的要高,并随着试验频率的降低而急剧增加,这种情况通常是氢脆机制造成的。当盐雾介质中的试验进行到20～40小时以后,由于裂纹表面腐蚀产物的堆积,裂纹扩展速率逐渐减缓,甚至低于室温空气下的da/dN曲线。在试验的最后阶段,由于应力强度因子幅值的增大,上述两种介质中的裂纹扩展速率趋于接近。     

基于概率统计理论的da/dN-△K曲线分析方法研究

通过对高强钢(10Ni5CrMoV)裂纹扩展速率试验结果中da/dN和ΔK两列数据进行对数插值,利用概率统计理论建立p-da/dN-ΔK曲线分析方法——da/dN-ΔK成组法,并与a-N统计法作了对比研究,结果表明:在有效ΔK范围内的任一可靠度p下,da/dN-ΔK法得到的p-da/dN值均比a-N法得到的p-da/dN值大,当ΔK为最大值100 MPa·m~(0.5)时,da/dN-ΔK法得到的p_(0.99)-da/dN值比a-N法得到的p_(0.99)-da/dN值约大25%;da/dN-ΔK法获得的p-da/dN-ΔK曲线与实际试验结果中da/dN、ΔK分布符合较好,是一种获得材料p-da/dN-ΔK曲线的有效方法。     

K5定向合金高温低周疲劳裂纹扩展速率的研究

本文件对国产K5定向凝固、普通铸造合金,分别在700和950℃空气介质中,用电位法测定了低周疲裂劳纹扩展速率,并分别用线弹性断裂力学参量△K和弹塑性断裂参量△J对其实验结果进行了处理,结果表明: 1.K5合金的高温低周疲劳裂纹扩展速率da/dN可以用应力强度因子范围△K来表征。 2.定向和普通铸造K5合金700℃的da/dN,前者略低于后者,而950℃时,前者明显地优于后者,当△K从80增至150kg·mm~(-3/2)时,约低2.3至3.7倍。 3.700和950℃下出现1毫米长时的裂纹形成寿命N_i,定向的均比普通铸造的长,分别的为1.4和4倍。     

直流电位法检测高温合金的疲劳裂纹扩展性能

介绍了在高温下使用直流电位法测定疲劳裂纹长度的基本原理、试验方法及所需配置的仪器,并对有关影响因素进行了分析;并利用Johnson的分析型关系式,研究了一种适用于自动测定材料高温疲劳裂纹长度的直流电位法,该方法已成功应用于高温合金疲劳裂纹扩展试验,其测得的疲劳裂纹扩展速率da/dN-ΔK数据与长焦聚显微镜法测得的数据完全一致。     

温度因素对LY-12CS铝合金△K_(th)及da/aN的影响

本文用中心缺口拉伸试样(CCT试样)在空气介质中测试了LY-12CS铝合金从室温到250℃的疲劳门坎值△K_(th),以及200℃三种载荷比(R=0,0.33,0.67)条件下门坎值以上的裂纹扩展速率da/dN。结果表明: (1)在试验的温度范围内,随着温度的升高,门坎值△K_(th)也随着升高; (2)在250℃以下升高温度并不提高裂纹扩展速率da/dN,而是降低了da/dN。在三种载荷比条件卜,△K从7～12kg/mm~(3/2),室温的da/dN是200℃的1～3倍。     

温度和应力比对航空铝合金疲劳裂纹扩展规律的影响及其机理

针对7475-T761航空铝合金中心开裂(MT)试样进行了不同温度、不同应力比条件下的一系列疲劳裂纹扩展试验,得到了相应试验条件下的疲劳裂纹扩展数据与规律,讨论了应力比、环境温度对疲劳裂纹扩展行为的影响,并利用扫描电镜(SEM)观测分析了疲劳断口。结果表明:7475-T761铝合金疲劳裂纹扩展速率随应力比、温度的增加而增加;消除裂纹闭合效应影响后,相同温度不同应力比下的da/dN-ΔKeff可由同一拟合公式描述;高温时弹性模量和材料抗拉强度的下降以及裂纹表面氧化导致裂纹扩展速率较快;对比不同条件下稳定扩展区疲劳条带宽度验证了试验分析结论。     

2205双相不锈钢在NaCl溶液中的疲劳裂纹扩展行为

为提高2205双相不锈钢的使用安全性,采用光学显微镜和力学性能测试等方法,研究了2205双相不锈钢在NaCl溶液中的疲劳裂纹扩展行为。结果表明:与空气中相比,2205双相不锈钢在NaCl溶液中的疲劳裂纹扩展门槛值有降低的趋势,近门槛区的裂纹扩展速率有所提高,并且裂纹扩展由近门槛区向稳态扩展区转变的临界ΔK提高;在稳态扩展阶段,NaCl溶液使裂纹扩展速率显著提高,导致疲劳寿命显著降低;当NaCl浓度在0.5%~26.6%范围内时,随着浓度的增大,稳态扩展阶段的Pairs方程参数m值呈增大趋势,C值呈减小趋势;NaCl溶液中力学和环境因素的交互作用,加速了疲劳裂纹扩展,材料一旦进入稳态扩展就更容易进入高速扩展区并最终发生断裂。     

应力比对K55套管钻井钢疲劳裂纹扩展性能的影响

利用电液伺服疲劳实验机及SEM研究了应力比对K55套管钻井钢疲劳裂纹扩展行为的影响.结果表明:应力比对裂纹失稳区起始点对应的应力强度因子范围△K值具有显著的影响.随着应力比的增加,裂纹扩展失稳区起始点对应的裂纹扩展速率具有显著的降低,疲劳裂纹扩展门槛值也呈现显著的降低趋势.当疲劳裂纹逐渐由Paris区过渡到失稳扩展区,平均载荷逐渐取代应力强度因子幅度△K作为裂纹扩展的主导驱动力.当裂纹扩展至拉伸过载区,断口表面则呈现明显的冲击断裂特征.     

6061-T6 铝合金激光焊接接头腐蚀疲劳裂纹扩展

目的研究6061-T6铝合金激光焊接接头的腐蚀疲劳裂纹扩展特性,并分析裂纹扩展的影响因素。方法利用光纤激光器,焊接尺寸为150 mm×100 mm×4 mm(焊接方向、横向、熔深方向)的6061-T6铝合金,采用SE(B)三点弯曲疲劳裂纹扩展试验并利用连续降K法,分别在空气和人工海水中进行疲劳裂纹扩展试验,通过使用金相显微镜(OE)和扫描电子显微镜(SEM),对金相结构进行观测分析。结果同样工艺参数的焊接接头,在海水中疲劳裂纹门槛值(4.063 016 MPa·m~(0.5))大于空气中的门槛值(3.479 166 MPa·m~(0.5));在疲劳裂纹扩展中速区(da/dN10~(-5) mm/cycle)时,海水焊接接头疲劳裂纹扩展速率大于空气中的,低速区(da/d N10~(-5) mm/cycle)则小于在空气中的。结论成形良好的焊缝、晶粒细小的焊缝组织有助于接头疲劳裂纹扩展性能的提高;中速区,海水中疲劳裂纹扩展速率偏大,主要是由腐蚀条件下焊缝裂纹尖端阳极溶解和交变载荷共同作用导致;低速区,海水中疲劳裂纹扩展速率偏小,主要原因是腐蚀产物堆积于疲劳裂纹扩展尖端,产生较强裂纹闭合效应。     

挤压AZ31B镁合金圆棒不同取向的疲劳裂纹扩展

使用紧凑拉伸(CT)试样,研究了挤压AZ31B镁合金圆棒三个方向的组织及疲劳裂纹扩展性能。结果表明,疲劳裂纹以穿晶为主的混合方式沿滑移带扩展。T-L方向裂纹呈直线扩展,扩展速率最高,T-R方向孪生和滑移协同塑性变形,裂纹局部偏转,呈波浪形沿径向扩展,扩展速率较低,强织构和不均匀组织引起L-T方向裂纹分叉和偏离,降低了裂纹尖端有效驱动应力强度因子幅,裂纹扩展速率最低,在疲劳裂纹扩展速率(da/dN)与应力强度因子幅(ΔK)的关系曲线上出现水平段。在ΔK较小时加载频率对裂纹扩展速率的影响不大,ΔK>3 MPa m时裂纹扩展速率随着加载频率的提高而减小。     

当量加速腐蚀条件下7B04-T6高强度铝合金疲劳裂纹扩展规律研究

基于编制的机场环境加速试验谱,针对关键结构高强度铝合金件进行当量腐蚀试验,在实验室条件下成功地模拟和再现了服役环境条件的腐蚀损伤,借助复型法观测得到了腐蚀损伤的演化规律;通过预腐蚀疲劳试验和疲劳断口扫描电镜定量分析,得到了裂纹长度a与循环次数N数据集,分析了裂纹扩展速率da/d N与应力强度因子幅值ΔK的对应关系,定量表征了不同程度腐蚀损伤对疲劳裂纹扩展行为的影响规律.结果表明,在腐蚀初期,疲劳裂纹扩展过程中有经典的小裂纹扩展阶段;随着腐蚀损伤的加重,小裂纹行为不明显;腐蚀损伤越严重,疲劳裂纹扩展速率越快,结构抗疲劳性能显著退化.     

应力比对GC-4钢疲劳裂纹扩展速率影响的探讨

一、前言 疲劳裂纹扩展速率(da/dN)不仅是表征材质抗疲劳断裂性能的重要指标,而且是损伤容限设计必不可少的基本参数。本文是按线弹性断裂力学理论,主要讨论恒幅疲劳裂纹扩展速率在10~(-2)～10~5mm/cycle范围内所受应力比R的影响。我们在完成的《航空金属材料疲劳裂纹扩展速率数据汇编》中对七种材料、23种状态各测试了三种不同R的da/dN,得到了一些有意义的结果,为工程设计提供了部分依据。