含缺陷高压加热器疲劳评定及寿命预测

基于英国标准BS 7910开发了含缺陷压力容器疲劳评定专家系统,可用于含缺陷构件的疲劳失效评定及寿命预测.该专家系统由缺陷复合模块和缺陷疲劳评定模块组成,用于判定缺陷在疲劳载荷作用下是否导致结构疲劳失效及预测疲劳寿命.利用该专家系统,对高压加热器母材中埋藏裂纹的安全进行评定.评定结果表明,在疲劳载荷作用下高压加热器在规...     

双周疲劳载荷作用下焊接接头线性累计损伤分析

采用自制的超声频分量双周疲劳(CCF)试验装置,对16Mn的焊接接头试件进行低频疲劳载荷与超声频分量(高频)载荷复合加载,采用线性累计损伤理论来估算双周疲劳载荷作用下16Mn对接接头的疲劳寿命,并计算两个疲劳载荷分量各自造成的累计损伤比例.结果表明,使用Miner法则计算双周疲劳试件的疲劳累积损伤时,如果高低周疲劳载荷只是简单按照比例计算,会严重低估两个分量疲劳载荷之间的耦合作用;而低周疲劳载荷按外包络线计算的方法则能够很好的考虑到高低周疲劳载荷间的耦合作用.     

2024铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳性能

对2024铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳特性进行了研究,建立了接头的S-N曲线.疲劳试验结果表明,搅拌摩擦焊接头表现出良好的疲劳性能.搅拌摩擦焊接头具有细小的等轴晶组织和狭窄的热影响区,阻碍了滑移带的形成和裂纹的扩展,从而提高了接头的疲劳性能.疲劳断口分析显示,裂纹在接头底部启裂,通过位错的塞积作用使得滑移带扩展逐渐萌生裂纹,在交变应力的作用下最终断裂.     

焊趾处理工艺对10Ni5CrMoV钢低周疲劳性能的影响

对原始焊态、焊趾氩弧熔修、焊趾打磨和焊趾针击处理的10Ni5CrMoV钢堆焊试板分别进行了四点弯曲低周疲劳试验、焊接残余应力测量和焊趾应力集中系数计算.结果表明,焊趾氩弧熔修对低周疲劳性能改善作用明显,疲劳寿命提高幅度平均达98%;焊趾打磨对低周疲劳性能无明显改善作用;焊趾针击处理对低周疲劳性能有一定改善,但改善幅度不如焊趾氩弧熔修,其对疲劳寿命的提高幅度平均为45%.对低周疲劳寿命、残余应力和应力集中系数的综合分析结果表明,应力集中是影响焊接接头低周疲劳性能的关键因素,改善应力集中是提高焊接接头低周疲劳性能的有效途径.     

热处理工艺对50钢超高周疲劳性能的影响

对50钢进行了正火 高温回火、中温回火、高温回火三种不同热处理状态的对称拉压超声疲劳试验,同时用扫描电子显微分析技术和X射线能谱分析方法对50钢的疲劳断口形貌进行显微分析,研究其疲劳断裂行为和疲劳断裂机理.结果表明,50钢存在表面和内部两种裂纹萌生机制;在本试验范围内,热处理工艺对50钢超高周疲劳性能的影响较低周和高周为小,随着寿命的增加,影响越来越弱;热处理工艺对50钢不同的疲劳阶段有不同的影响起源于不同的裂纹萌生机制,对常规疲劳性能起改善作用的热处理工艺可能对材料超高周疲劳性能的改善没有太大作用.     

激光金属沉积成形304不锈钢的疲劳断裂机理分析

激光金属沉积是一种应用广泛的激光增材制造技术，文中对激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢进行疲劳试验，并对其疲劳断裂机理进行了分析.根据试验结果绘制激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢的应力-寿命(S-N)曲线，结果表明，应力幅的大小对疲劳断口形貌有着至关重要的影响.应力幅越大，疲劳断口越粗糙，在较高的应力幅作用下，断裂试样表面存在随机分布的孔洞和裂纹，材料缺陷如氧化物夹杂和孔洞是导致疲劳裂纹萌生的主要原因，而在较大的应力幅(如275 MPa)作用下，较大的局部塑性变形也是导致疲劳裂纹萌生原因之一，随着应力幅的增大，疲劳条带更加清晰，在较高的应力幅作用下，多个滑移系的相交导致疲劳条带不在同一平面内扩展，并且裂纹扩展区内出现轮胎压痕.随着应力幅的增大，由于疲劳裂纹扩展区内塑性变形量的增大导致疲劳裂纹扩展区中二次裂纹数量增加.     

铝合金材料的微动疲劳及其防护研究进展

论述了微动疲劳,尤其是铝合金微动疲劳的研究的必要性;阐述了微动疲劳实验设计的最新方案与优化实验结果.介绍了微动疲劳的影响因素,特别是从接触压力、应力幅度及摩擦系数三点进行了说明.说明微观结构对微动疲劳的影响的决定性作用,对微动疲劳寿命的预测的最新方法进行了介绍.重点阐述了当前的研究现状和成果,并引入了微动疲劳的最新的防护措施.最后,根据当前的研究情况,提出了一些尚待解决的问题.     

粒状贝氏体组织的疲劳性能

本文研究了粒状贝氏体组织的低周疲劳性能、冲击疲劳性能及旋转弯曲疲劳性能.结果表明:在等抗拉强度下,粒状贝氏体的低周疲劳性能与冲击疲劳性能均优于回火马氏体组织.且随粒状贝氏体含量增加,冲击疲劳寿命相应提高.粒状贝氏体中的(M-A)岛对疲劳裂纹扩展有阻碍作用,对提高疲劳寿命有利.在等强度下,粒状贝氏体的旋转弯曲疲劳性能和回火马氏体组织相当,疲劳极限(Sf)与屈服强度(σy)和断裂强度(S_K)的关系为: S_f=4.651+0.1411(σ_y+S_K)     

核电关键构件材料的寿命预测方法

核电压力容器和管道对反应堆安全和正常运行起着重要的保障作用,而核电压力容器和管道的疲劳或腐蚀破坏是核安全的重要隐患.结合核电压力容器与管道用304钢,研究材料疲劳性能及零部件疲劳寿命预测问题.采用总应变控制方法,对核电站容器管道国产材料304不锈钢进行了低周疲劳试验研究,获得了材料的应变-疲劳寿命关系曲线.采用Mans...     

疲劳损伤对核电汽轮机焊接转子接头应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了不同程度疲劳损伤对核电汽轮机焊接转子接头应力腐蚀开裂敏感性的影响,利用扫描电子显微镜等观察手段讨论了疲劳损伤对汽轮机焊接接头应力腐蚀开裂敏感性和二次裂纹的作用机理. 结果表明,疲劳损伤增强了核电汽轮机焊接转子接头应力腐蚀开裂敏感性. 此外,疲劳损伤的作用使空气中试样的塑性提高而在腐蚀溶液中塑性降低,也影响了试样内部二次裂纹的产生和扩展.     

V/C对铸造热作模具钢热疲劳性能的影响

采用自约束热疲劳试验方法,研究了不同V/C对铸造热作模具钢热疲劳性能的影响,并对比研究了铸造热作模具钢和H13钢的热疲劳性能。结果表明,铸造热作模具钢的热疲劳属高周热疲劳,其热疲劳性能取决于钢的热强性和热稳定性。随着V/C增加,热疲劳抗力先增后减,当V/C比为3.0时,组织中析出了细小弥散的VC,改善了钢的热强性和热稳定性,热疲劳抗力最高。铸造热作模具钢的热疲劳性能明显高于H13钢。     

P92钢630 ℃下的高温低周疲劳行为分析

P92钢作为新一代耐热钢,其服役温度正随着超超临界机组的不断推广而逐渐提高,而高温疲劳性能对保证电厂的安全运行具有重大作用.文中通过P92钢630℃下的疲劳试验,研究了其在不同应变幅和应变速率下的疲劳寿命以及应力—应变关系,并结合断口形貌分析了P92钢的断裂机理.结果表明,P92钢属于高温循环软化材料,其疲劳寿命随塑性应变幅的增大而呈指数下降,同时应变速率的增大会导致其疲劳寿命的增大.P92钢疲劳断口分为疲劳源区、裂纹扩展区以及断裂区.高应变幅下蠕变孔洞和二次裂纹的增加是导致其疲劳寿命降低的主要原因.     

Fatigue properties of welded joints using steel with high resistance to fatigue crack growth

It has been generally recognized that the fatigue life of welded joints is little influenced by the strength of steels owing to the high-stress concentration and the tensile residual stress near the weld toe. In this paper, improvement of the fatigue life of welded joints using steel with high resistance to fatigue crack growth (ferrite/martensite (F/M) steel) is investigated. F/M steel has a microstructure with an elongated and banded martensite phase distributed in a ferrite matrix and a fatigue crack growth rate of about one-half to one-tenth in the thickness direction, compared with conventional steel. As a result, the fatigue life of an out-of-surface gusset-welded joint increases with the decrease of the fatigue crack growth rate. The fatigue life of welded joints using F/M steel with the highest resistance to fatigue crack growth increases to about twice that of joints using conventional steel. Whereas the fatigue crack growth rate decreases significantly, the fatigue life of welded joints increases only slightly. This can be attributed to the stress ratio independent of the fatigue crack growth rate. In other words, the fatigue crack growth rate of F/M steel increases with the increase of the stress ratio, approaching that of conventional steel. In the case of welded joints, even if a fatigue test is carried out at a low-stress ratio, the region near the weld toe is under a high-stress ratio due to tensile residual stress. Therefore, improvement of the fatigue life of welded joints becomes comparatively small so that the effect of fatigue crack retardation of F/M steel decreases.     

回火温度对4Cr5MoSiV1钢和8407钢热疲劳性能的影响

采用自约束热疲劳试验方法,研究对比了不同回火温度对4Cr5MoSiV1、8407钢热疲劳性能的影响。观察分析了热疲劳裂纹形貌,采用热疲劳损伤因子定量地研究了两种钢的热疲劳过程,结果表明,两种钢的热疲劳裂纹萌生发生在冷热疲劳循环次数为100-200次之间,在1600次冷热循环前,二者的热疲劳损伤程度无明显的差别,在1600次冷热循环后,8407钢的热疲劳损伤程度低于4Cr5MoSiV1钢。在较低的回火温度条件下,8407钢的热疲劳抗力稍优于4Cr5MoSiV1钢。而在高温回火时8407钢的热疲劳抗力高于4Cr5MoSiVl钢。分析了这两种钢的热疲劳机制,指出决定材料热疲劳裂纹抗力的是钢的热稳定性和钢的强度或硬度。     

Effect of Mo on High-Temperature Fatigue Behavior of 15CrNbTi Ferritic Stainless Steel

In order to understand the effect of Mo element on the high-temperature fatigue behavior of 15 CrNbTi ferritic stainless steel, the stress-controlled fatigue tests have been performed for both 15 CrNbTi and 15Cr0.5MoNbTi ferritic stainless steels at 800 °C in laboratory air. The fatigue test results indicate that the fatigue resistance of 15Cr0.5MoNbTi steel is manifestly higher than that of 15 CrNbTi steel at the maximum stress below 57 MPa; the 15Cr0.5MoNbTi steel possesses a fatigue limit of 35 MPa, which is higher than that of 15 CrNbTi steel. The TEM observations reveal that the Mo element can suppress the formation of coarsened Fe3Nb3 C precipitates and result in the fatigue resistance enhancement.The dislocation networks formed during the cyclic load favor to improve the fatigue resistance of 15Cr0.5MoNbTi steel at800 °C.     

退火方式及化学成分对汽车油箱用IF钢疲劳性能的影响

对比研究了不同成分体系IF钢在不同退火方式下的组织、疲劳性能与振动时间的差异。研究结果表明,油箱振动时间的长短与材料的疲劳抗力有直接的关系;连续退火的IF钢较罩式退火的疲劳抗力要优;B可以细化罩式退火IF钢的组织,提高晶界结合强度,提高疲劳抗力;罩式退火Ti IF钢中,复合添加Nb+B,细化晶粒效果和提高疲劳抗力的效果最为明显,疲劳抗力接近于连续退火的Ti IF钢。     

微观组织对中碳微合金非调质钢疲劳性能的影响

用旋转弯曲疲劳试验研究了不同微观组织的中碳微合金非调质钢38MnVS的疲劳性能,并与调质处理的40Cr钢进行对比.结果表明,高温正火态38MnVS钢(38-N)具有粗大的贝氏体组织,疲劳性能最差;高温退火态(38-A)和热轧态(38-R)38MnVS钢具有粗大的网状铁素体,其疲劳性能亦较差;热锻态(38-F)具有细小均匀的微观组织和低的铁素体/珠光体硬度比,具有优于调质态40Cr钢的优异疲劳性能.因此,控制锻轧后微合金非调质钢38MnVS的微观组织可提高其疲劳性能.     

热作模具用H13和Dievar钢的热疲劳性能

对比研究了回火温度对热作模具用H13和Dievar钢热疲劳性能的影响。H13和Dievar钢经过520、580和640 ℃回火处理后,采用自主搭建的Uddeholm自约束疲劳试验装置分别对试样进行1000次热疲劳试验,并用热疲劳损伤因子对热疲劳损伤过程进行定量描述。结果表明,在相同回火温度下,Dievar钢具有较低的硬度和较高的冲击性能,抗疲劳性能优于H13钢。H13和Dievar钢在580 ℃ 回火处理后,碳化物尺寸分别约为10.1 μm和6.3 μm,H13钢碳化物含量高且尺寸大,导致韧性和抗热疲劳性能降低。     

FATIGUE BEHAVIOR OF CARBURIZED STEEL BEFORE CRACK INITIATION

The fatigue behavior of quenched plus tempered carburized steel before crack initiation hasbeen observed in tension-tension fatigue tests.It was found that fatigue softening and fatiguehardening coexist in this steel.A transition region near the ease depth of the steel divides thecross section of a round speeimen into two parts:the softened part outwards and the hardenedpart inwards.The degree of fatigue softening in the case and fatigue hardening in the core isincreased with the maximum applied cyclic stress and the number of cycles.     

8Cr4Mo4V材料钢球滚动接触疲劳试验研究

为了评价当前工艺水平航空主轴承用8Cr4Mo4V材料钢球滚动接触疲劳性能,以9.525 mm直径的8Cr4Mo4V材料钢球为研究载体,采用五球疲劳试验机开展不同应力水平下接触疲劳试验,对试验失效钢球通过失效模式与失效断口演变形式分析,确定试验数据有效性,同时提出简单程序数据处理方法对试验数据进行分析,获得不同失效概率下的钢球疲劳寿命并形成P-N疲劳曲线。结果表明:当前工艺水平航空主轴承用8Cr4Mo4V材料钢球滚动接触疲劳寿命是国外1992年试验国外材料钢球疲劳寿命的3倍以上;通过对9.525 mm直径8Cr4Mo4V材料钢球疲劳试验数据分析,求解出应力寿命函数的待定系数,可预测出不同应力水平下的接触疲劳寿命。