相界面对双相钛合金层裂孔洞形核的影响

利用一级轻气炮对TC4双相钛合金进行加载, 获得初期的层裂状态, 在加载中采用多普勒激光干涉测速技术对样品自由面粒子速度进行测试。在软回收经过加载的样品之后, 借助于金相显微镜、X射线断层扫描、纳米压痕等检测手段进行多维分析, 探讨了相界面对孔洞形核位置的影响。结果表明, 孔洞绝大部分都在α相内形核, 而不是如准静态损伤理论预测的形核于α/β相界面。这是由于相界面的反射与透射作用, 当冲击波从高阻抗α相传入到低阻抗β相时, 会在α相内产生拉伸脉冲, 当拉伸脉冲足够大时, 导致在α相内产生孔洞。     

飞片冲击加载下Fe50Mn30Co10Cr10合金的动态损伤研究

采用一级轻气炮对2种预处理状态下的Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金进行了冲击加载,利用多普勒测速系统对加载中样品自由面粒子进行速度测量;通过背散射电子衍射、金相显微镜探究了Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金的初期层裂特征。结果表明:马氏体和孪晶对层裂初期孔洞的形核、长大,裂纹的扩展有重要影响。孔洞并非在基体/马氏体的相界面间形核,而是优先形核于基体的晶界中,再沿基体相内部聚集形成微裂纹。与静态加载不同,动态载荷下孔洞的形核受孪晶界限制,微裂纹的拓展受马氏体阻碍,其方向并非完全与冲击方向垂直。冷轧退火试样中,晶界密度大,孔洞形核多,损伤程度较大,层裂强度低,而含有较多马氏体的热轧退火试样中裂纹扩展慢,最终损伤程度较小,层裂强度高。     

热轧双相钢的疲劳失效机理研究

根据部分轮辐用热轧双相钢在模拟服役过程中多处发生开裂的问题, 利用金相显微镜、扫描电镜等相关实验手段, 对失效部位及原材料进行了深入研究。结果表明, 造成轮辐用热轧双相钢疲劳失效的主要原因是: ① 样品心部马氏体粒子尺寸较大, 数目较少, 呈块状, 宽度介于2~10 μm, 长度介于5~15 μm, 5 μm以内的马氏体第二相粒子较少, 不能为位错移动提供足够的有效障碍, 导致开裂。② 样品中存在一定量大尺寸夹杂物, 复合Al₂O₃类夹杂物沿轧制方向排成一排, 单个夹杂物尺寸介于3~30 μm之间。③ 板材中存在轻微的混晶现象, 最大的晶粒尺寸为20 μm, 最小的晶粒尺寸只有2 μm, 由于服役过程中变形不协调而引起晶间应力集中加剧, 使得粗晶粒提早产生裂纹。     

岩石冲击损伤特性与超声波速的实验研究

利用一级轻气炮对岩石试件进行冲击损伤实验,并对回收的试件进行声波测试,将声波测试结果与微观观测相结合,得到岩石的冲击损伤特性及其损伤程度与声波速度变化率的关系。结果表明,岩石超声波速的变化可以很好地反映岩石的损伤程度,得出的岩石的损伤特性可以为岩石的爆破设计提供依据。     

DP590冷轧双相钢不同退火温度下的连续冷却相变行为研究

双相钢是由铁素体和马氏体组成的一种高强钢,具有优异的强塑性、连续屈服和较低的屈强比,而广泛地应用于汽车行业。研究了DP590冷轧双相钢在退火温度分别为800和830℃下的连续冷却相变行为及组织演变规律。结果表明：退火后,在不同冷却速率下,双相钢的热膨胀曲线出现“平台”和上升趋势,这是由于过冷奥氏体的相变引起的;同时显微组织显示,通过调整退火制度,可以控制其多边形铁素体和马氏体的体积比,并获得分布均匀且晶粒细小的铁素体和马氏体双相组织。     

冲击加载下的砂岩动态断裂全过程的实验和分析

采用圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘(HSCFBD)新型试样在直径为100 mm的分离式霍普金森压杆上进行径向冲击加载,完成I型动态断裂实验,首次研究了砂岩的动态断裂全过程。实验表明,在低加载气压(0.16~0.17 MPa)驱动炮弹条件下,炮弹撞击速度为3.7~4.4 m/s,检测到试样的破裂历经裂纹的动态起裂、扩展和止裂3个阶段,止裂后到第2次起裂开始,裂纹停滞较长一段时间。采用裂纹扩展计测得裂纹起裂、扩展和止裂完整过程的瞬时时间,以此确定试样的动态起裂时刻、裂纹扩展速度和止裂时刻,并运用实验-数值-解析法分别得到砂岩的动态起裂韧度、扩展韧度和止裂韧度。从微观角度分析了动态起裂韧度和起裂时间的加载率效应。最后,初步讨论了试样内应力波反射对止裂的影响。     

卷取温度对980MPa级双相钢热轧板性能组织的影响

研究了卷取温度对980 MPa双相钢热轧板组织性能的影响,并利用Gleeble实验与生产现场取样,研究了不同卷取温度下卷内宽度方向微观组织性能均匀性。结果表明,低卷取温度时,双相钢组织为铁素体和贝氏体,屈服强度和抗拉强度高于高卷取温度时的屈服强度和抗拉强度。低卷取温度时卷内宽度方向温度波动小,因而热轧板边部和中心部微观组织和力学性能波动小。     

动力冲击下岩石损伤规律的试验研究

为研究岩石在动力冲击下的损伤规律,试验采用一种简易落锤装置,以获取动力冲击,并设计了3组试验,考虑无围压情况下冲击能量和循环冲击次数对岩石损伤规律的影响。通过对砂岩试件加载冲击,利用非金属超声检测仪检测受冲击后试件超声波波速,并根据超声波波速的变化来描述岩石的损伤度。     

不同损伤程度花岗岩在冲击荷载作用下的动态力学特性

为研究不同初始损伤下花岗岩的动态特性,通过理论分析定义了岩石损伤程度计算,利用霍普金森杆设备分别对损伤程度为13%、21%、28%、37%、40%、49%岩样进行临界气压冲击试验研究。试验结果表明:变形模量较好反应了岩样的损伤程度,岩样损伤程度随变形模量的减小在增大,其抗冲能力在减弱;不同损伤程度岩样在冲击荷载作用下,随损伤程度增大,峰值应力逐渐减小,而动态峰值应变、破坏应变和应变率有递增趋势;不同损伤程度试样破坏模式有明显的不同,岩样破坏块度随损伤程度的增加更趋于破碎。     

双向静载约束条件下动力冲击对煤岩的损伤影响

利用自行研制的约束式摆锤冲击动力加载装置,对煤样进行双向静载约束条件下动力冲击试验,在不同静载约束条件下,研究了恒定冲量循环冲击与递增冲量循环冲击对煤样损伤演化的影响规律.基于超声波检测对不同静载约束条件下试样受冲击作用的损伤程度定量化表征,并对不同静载约束条件下煤岩表面的裂纹扩展规律进行了分析.研究发现在不同静载约束...     

岩石循环冲击损伤演化围压效应的实验研究

为研究岩石循环冲击荷载作用下损伤的围压效应, 对大理岩试件在压力试验机上进行模拟冲击加载, 测试受冲击后试件轴向超声波波速。用超声波波速变化量描述试件的损伤度。分析了围压、荷载冲量大小、冲击次数对岩石损伤演化的影响, 得出了大理岩在不同围压下冲击损伤与冲击次数的函数关系。分析了大理岩岩样循环冲击损伤的围压效应。结果表明, 岩石循环冲击损伤具有明显的围压效应, 围压的存在提高了岩石抗冲击破坏的能力。从试验角度证明了在深部矿井中高地应力的存在对钻孔的钻进效率和处于初始应力场中的岩石的爆破破碎效率有重要影响。     

轴压影响下砂岩循环冲击力学性质及损伤演化特征

采用能够施加轴压的霍普金森压杆系统对砂岩试样进行循环冲击试验,分析循环冲击过程中试样的应力?应变曲线变化规律,并使用波速测量装置监测单次冲击后试样的纵波波速值,探讨轴压影响下砂岩试样循环冲击损伤演化特征.结果表明,轴压0 MPa、15 MPa、25 MPa、35 MPa时,采用相同速度发射子弹,试样分别在第19次、9次...