显微组织对X80钢疲劳裂纹扩展行为的影响

疲劳性能是油气管道安全设计和评价的重要参考因素。在MTS伺服液压万能试验机上，测定了贝氏体/铁素体(B+F)双相X80管线钢在不同应力下的疲劳寿命；使用MTS Landmark 250KN型疲劳试验机对C(T)试样的疲劳裂纹扩展速率da/dN进行了测定。结果表明，疲劳寿命随最大应力减小而增加，当最大应力降至最大工作应力460 MPa,疲劳寿命约为4.1×10⁵循环周次；疲劳裂纹产生于钢板表面，然后向内扩展，直至断裂。在Paris区，当ΔK=30 MPa m^1/2,疲劳裂纹扩展速率da/dN与应力强度因子幅值ΔK的关系曲线图出现转折点。研究成果可为高强钢的疲劳寿命预测和疲劳性能评估提供参考。     

Q700D热影响粗晶区疲劳寿命与小裂纹扩展分析

为提高焊接构件的动载疲劳寿命,以热模拟为试验手段,对Q700D高强钢进行了焊接热模拟,研究了粗晶热影响区的疲劳寿命、小裂纹扩展行为以及组织软化特征。利用Paris方程和轴向拉伸疲劳试验数据,建立了ΔK_(th)值与模拟粗晶区疲劳寿命的对应关系,利用ΔK_(th)值实现了快速预估粗晶区疲劳寿命。研究表明:相同应力幅值下的lgN值与ΔK_(th)值存在一定的线性拟合关系,即ΔK_(th)值越大,则疲劳寿命N越长。小裂纹扩展微观机理在于所形成的大角度晶界(不小于15°)对小裂纹尖端的止裂性较强,可迫使小裂纹尖端转向耗能。CGHAZ的软化与第二相粒子回熔与粗化有关,粗化的第二相粒子易萌生小裂纹,可通过提高大角度晶界抑制裂纹扩展。     

工模具钢中疲劳裂纹扩展特征与机制

在测定W-Mo高速钢和含Nb基体钢的疲劳裂纹扩展速率da/dN及门坎值△K_th的基础上,对裂纹扩展途径和断口形貌进行了SEM观察与分析。试验结果表明,在双对数坐标上,工模钢的da/dN-△K关系曲线明显分为三段,并各自遵循不同的扩展机制;低速区以沿晶开裂和不连续解理为主;中速区则遵循穿晶的“准解理+流变带开裂”机制;而高速区裂纹则以主裂纹前方的裂纹再生核方式向前延伸。da/dN-△K曲线的转折是相邻区域不同裂纹扩展机制相互竞争与转化的结果。     

回火温度对铁路车轴用合金钢高周疲劳性能的影响

采用旋转弯曲疲劳实验和疲劳裂纹扩展速率实验研究了不同回火温度对铁路用合金车轴钢高周疲劳性能的影响。结果表明,采用630℃回火的实验料光滑试样疲劳极限和缺口疲劳极限明显较650℃回火的实验料要高,虽然630℃回火的实验料光滑试样疲劳强度比σ-1/Rm较650℃回火的实验料略低,但前者缺口疲劳敏感性σ-1/σ-1N明显较低。对疲劳断口的分析结果表明,光滑试样的疲劳裂纹均起源于表面基体,缺口试样疲劳裂纹均起源于缺口根部,两种疲劳试样疲劳裂纹均以准解理机制扩展。进一步裂纹扩展速率实验表明,在应力强度因子范围ΔK较低时,630℃回火的实验料的da/dN略小于650℃回火的实验料;在ΔK较高时,二者的差异就很小。     

计算疲劳裂纹扩展速率的新方法

本文提出了计算疲裂纹扩展速率da/dN的新方法——指数函数滑动拟合法。该方法是用二级指数函数 y=β_0+β_1e~x+β_2e~(2x) 对已知数据进行滑动拟合,逐点计算da/dN。与美国材料试验学会推荐的七点递增多项式法相比,本方法具有计算稳定性好,精确度高等优点;并且能算出全部点的da/dN值;而计算复杂性则相同。     

转向节用贝氏体型非调质钢的高周疲劳性能

 利用旋转弯曲疲劳试验方法对比研究了新开发的两种转向节用贝氏体型非调质钢的高周疲劳性能。结果表明, 两种不同碳含量的贝氏体型非调质钢具有细小均匀的贝氏体铁素体+M-A岛组成的粒状贝氏体组织;两者具有相当的强度水平和疲劳性能,但其疲劳性能低于同等强度水平的调质钢。与锻态相比,正火处理后,试验料的抗拉强度和疲劳强度均有一定程度的降低,但屈强比和疲劳极限比明显提高。对疲劳断口的分析表明,试验料的疲劳裂纹均起源于表面基体,疲劳裂纹以准解理机制扩展。裂纹扩展速率试验表明,含碳量较低的试验料的疲劳裂纹扩展速率da/dN明显低于含碳量较高的试验料。     

疲劳裂纹扩展全过程的数学模型及其计算机程序系统

本文根据疲劳裂纹扩展的规律和数学理论,建立了疲劳裂纹扩展全过程的数学模型其中,六种材料实验数据的验证和与已有模型的对比,表明这个模型优于已有模型,具有较好的适用性和较高的精确度。应用这个模型进行了计算机仿真、预测与控制等。 另外,作者还提出了计算(dα/dN)_i的新方法,确定△K_(th)、△K_Ⅰ、△K_Ⅱ和K_C的数学方法,结果令人满意。 在充分使用计算机的基础上研制了疲劳裂纹扩展程序系统FAMMAP。与现有程序系统相比,FAMMAP具有功能强、标准化和使用简便等优点。     

柔度法测定高温疲劳裂纹扩展速率da/dN的研究

介绍了利用MTS 810.13试验设备开展柔度法测定高温疲劳裂纹扩展速率da/dN的一些尝试,并得到了准确、有效的试验数据.实践证明,该试验方法具有良好的稳定性、较高自动化程度、较好的试验精度等技术优势.     

复杂应力状态225Cr 1Mo钢的高温低周疲劳裂纹扩展规律

 用带预裂纹的缺口试件研究225Cr 1Mo 钢高温低周疲劳裂纹扩展规律，通过疲劳试验观察裂纹扩展寿命，应用ANSYS计算裂纹尖端应力应变分量和当量弹、塑性应变范围，利用当量J积分范围表征225Cr 1Mo 钢在复杂应力状态下的低周疲劳裂纹扩展速率。结果表明：疲劳裂纹扩展速率da/dN与当量J积分范围ΔJf的关系不受试件缺口型式和加载应变范围的影响，用当量J积分来评价225Cr 1Mo 钢的高温低周疲劳裂纹扩展规律是有效的。     

粉末冶金高强度烧结钢的疲劳特性

通过测定N-110烧结钢旋转弯曲疲劳下的S-N曲线、疲劳裂纹扩展速率da/dN以及疲劳门坎△K_th,对烧结材料的疲劳特性进行了探讨,初步阐明了孔隙的存在对各种疲劳性能的影响规律以及热处理状态与疲劳性能之间的关系。     

微钒钛处理16MnR钢板的组织和性能

16MnR钢经过微V、Ti处理之后,其强度、低温韧性及其他性能均得到相应改善。本文较系统地做了性能和组织方面的研究。其中包括高温力学性能、线胀系数、临界点、弹性模量、裂纹展速率da/dN、脆性转变温度的测定,断口、金相组织、奥氏体晶粒长大倾向的研究和采用化学法定量的相分析。显示出微量V、Ti处理16MnR钢结构性能稳定,强韧性良好,尤其低温性能好。这使得16MnR钢达到美国ASTM A662-C级钢标准,这里充分发挥了微V、Ti强化和改善低温韧性作用结果。     

齿轮钢高温渗碳后的疲劳性能

利用旋转弯曲疲劳试验方法,研究了Nb和Ti微合金化20CrMn齿轮钢(20CrMnNb钢:w(Nb)0.077%;20CrMnTiNb钢:w(Nb)0.048%+w(Ti)0.038%)经1 000℃高温渗碳后的疲劳性能。结果表明,Nb-Ti复合微合金化的20CrMnTiNb钢中析出相尺寸小、数量多,其渗碳层原奥氏体晶粒平均尺寸明显低于Nb微合金化的20CrMnNb钢,因而20CrMnTiNb钢的疲劳极限高于20CrMnNb钢。疲劳断口观察发现,20CrMnNb和20CrMnTiNb钢主要以近表面基体方式起裂,渗碳层中疲劳裂纹沿晶界扩展,因而晶粒尺寸较细的20CrMnTiNb钢的疲劳性能较高。     

Effect of Microstructure on Corrosion Fatigue Behavior of 1500 MPa Level Carbide-Free Bainite/Martensite Dual-Phase High Strength Steel

  Influence of microstructure of the experimental steels on the corrosion fatigue behavior in 35% of NaCl aqueous solution was studied. Experimental results show that compared with the full martensite (FM) steel, the carbide free bainite/martensite (CFB/M) steel has higher corrosion fatigue strength and corrosion fatigue crack threshold (ΔKthcf), and lower corrosion crack propagation rate [(da/dN)cf].     

高疲劳机械臂用Q345FCAD钢的开发

介绍了工程机械用Q345FCAD疲劳钢板的研发过程,研究了其微观组织、力学性能及疲劳性能。结果表明,Q345FCAD组织类型为铁素体+珠光体,晶粒度为11级;钢板的拉伸和冲击性能均满足技术指标(YB/T 4570-2016)要求且余量充足;钢板的疲劳强度为307 MPa,疲强比不低于0. 55,钢中的夹杂物尺寸很小,疲劳源均出现在基体表面,没有出现因钢中夹杂物成为疲劳源而断裂的情况。     

颗粒尺寸对15%SiC_p/2009Al复合材料断裂韧性的影响

采用粉末冶金+挤压工艺制备了含不同粒径SiC颗粒(3.5, 5.0, 10.0和15.0μm)的15%SiC_p/2009A1复合材料挤压棒材,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和万能试验机研究了SiC颗粒尺寸对15%SiC_p/2009Al复合材料力学性能的影响。结果表明, SiC颗粒尺寸对复合材料强度和韧性的影响效果十分显著。随着SiC颗粒从3.5μm增大至15μm,复合材料的强度逐渐减小,而延伸率则逐渐增大。SiC颗粒尺寸为5.0μm时,复合材料的强度和塑性最佳,抗拉强度(R_m)、屈服强度(R_(p0.2))分别为582, 382 MPa,延伸率(A)为10%,断裂韧性(K_(IC))为33.7 MPa·m~(1/2)。SiC颗粒尺寸为3.5μm时,复合材料的断裂以SiC颗粒周围的铝基体韧性撕裂为主, SiC颗粒尺寸超过5.0μm时,复合材料断裂方式为SiC颗粒周围的铝基体韧性撕裂和SiC颗粒脆性断裂的共同作用,由于SiC-Al界面结合较好,未发现SiC-Al界面脱粘的失效形式。     

舞钢产高性能特厚桥梁用钢S355N

本文主要介绍了该钢研制的设计思路,通过钢板的机械性能、落锤实验（NDT）、弹性模量（E）实验、裂纹尖端张开位移CTOD实验、疲劳裂纹扩展速度da/dN试验、焊接热模拟等各种实验研究结果,证明了舞钢生产的高性能特厚桥梁用钢S355N（Z25）能满足各类桥梁的高参数设计要求。     

双侧振法预制断裂韧性试样疲劳裂纹研究

金属材料平面应变断裂韧性K_(1c)这个韧性指标,对评价金属材料的韧性、改进材料的生产工艺制度、研制新的金属材料和安全设计等方面都有一定的指导作用。 测试金属材料的平面应变断裂韧性K_(1c)和延性断裂韧性J积分值时,所用试样都要预制符合试验标准要求的疲劳裂纹。对铝     

复杂应力状态2.25Cr-1Mo钢的高温低周疲劳裂纹扩展规律

用带预裂纹的缺口试件研究2.25Cr-1Mo钢高温低周疲劳裂纹扩展规律,通过疲劳试验观察裂纹扩展寿命,应用ANSYS计算裂纹尖端应力应变分量和当量弹、塑性应变范围,利用当量J积分范围表征2.25Cr-1Mo钢在复杂应力状态下的低周疲劳裂纹扩展速率.结果表明:疲劳裂纹扩展速率da/dN与当量J积分范围△Jf的关系不受试件缺口型式和加载应变范围的影响,用当量J积分来评价2.25Cr-1Mo钢的高温低周疲劳裂纹扩展规律是有效的.     

TA15ELI显微组织及损伤容限性能研究

采用一火β区热轧和一火两相区上部温度热轧获得了片状组织的TA15ELI钛合金厚板，通过两相区900℃、930℃、950℃和β区980℃退火热处理进一步调整合金显微组织和损伤容限性能，测定了不同热处理状态下合金的显微组织特征参数和室温拉伸性能、断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率，分析了显微组织对损伤容限性能的影响关系。研究发现：两相区退火，随着退火温度的升高，TA15ELI钛合金组织中初始β晶粒尺寸和α集束尺寸基本不变，α片平均厚度有所增加，合金强度和塑性均有所下降，da／dN降低，KIC提高；合金在β区980℃退火较两相区退火具有更好的损伤容限性能和综合性能。     

确定疲劳裂纹扩展速率曲线转折点的数学方法

本文提出了确定疲劳裂纹扩展速率曲线转折点的数学方法——曲率判定法。其原理是:根据y=f(x)的相对曲率τ=y_x~n/(1 y_x~(′2))~(3/2)的正负和大小来判定曲线的转折点,这里x=1g(△K),y=Ig(da/dN)。给出了y′_x和y″_x的计算方法。用六种金属材料的实验数据进行了验证,并与其他数学方法进行了对比,结果表明:曲率判定法优于其他方法,其准确性比其他方法好得多。