GH586合金高温下低周疲劳断裂行为

研究了GH586合金在750℃下的低周疲劳性能,并对疲劳断口进行了电镜观察和分析.结果表明GH586合金低周疲劳裂纹源主要在合金表面形成,而且容易形成多个裂纹源;合金断裂存在脆性,断裂形式主要为晶间断裂.     

15MnNi锻钢的疲劳和断裂性能

本文研究了１５ＭｎＮｉ锻钢的低周疲劳，裂纹扩展速率（ｄａ／ｄＮ），动态和静态断裂韧度，结果表明，１５ＭｎＮｉ锻钢的低周疲劳和动、静态断裂韧度满足ＡＳＭＥ规范要求，该材料具有良好的综合力学性能。     

HRB400 Ⅲ级抗震钢筋的低周疲劳性能

对HRB400 Ⅲ级抗震钢筋的低周疲劳性能进行了研究。采用轴向应变控制方法,在岛津电液伺服疲劳试验机上测定了试验钢低周疲劳过程中的循环应力响应特征及循环应力与应变的关系;通过拟合Basquin公式和Coffin-Manson公式,获得了试验钢的低周疲劳寿命预测公式。断口扫描发现,试验钢裂纹起源于试样表面,通过不断扩展形成微裂纹,再连接成宏观裂纹,最终导致材料断裂。     

电熔增材制造16MND5钢的低周疲劳特性

电熔增材是一种新型重型金属3D打印技术,使用该技术制造的16MND5钢是一种新型材料,对其低周疲劳特性进行系统研究,对推动该技术在核电压力容器上的应用具有重要的指导意义。对电熔增材制造16MND5钢进行了低周疲劳试验研究,试验温度为室温和350℃,采用轴向总应变控制方式,应变比R=-1,应变范围±0.2%～±0.8%。对试验数据进行拟合计算,获得电熔增材制造16MND5钢的应力-应变曲线、应变-寿命曲线和低周疲劳设计曲线等。采用扫描电子显微镜对疲劳试样断口进行了观察,结果显示电熔增材16MND5钢的低周疲劳断口存在多个裂纹源,裂纹扩展区为一系列相互平等的疲劳条带,扩展区同时存在着蠕变孔洞和二次小裂纹,最终断裂区属于韧性断裂。     

电熔增材制造16MND5钢的低周疲劳特性

摘要：电熔增材是一种新型重型金属3D打印技术,使用该技术制造的16MND5钢是一种新型材料,对其低周疲劳特性进行系统研究,对推动该技术在核电压力容器上的应用具有重要的指导意义。对电熔增材制造16MND5钢进行了低周疲劳试验研究,试验温度为室温和350℃,采用轴向总应变控制方式,应变比R=-1,应变范围±0.2%～±0.8%。对试验数据进行拟合计算,获得电熔增材制造16MND5钢的应力 应变曲线、应变-寿命曲线和低周疲劳设计曲线等。采用扫描电子显微镜对疲劳试样断口进行了观察,结果显示电熔增材16MND5钢的低周疲劳断口存在多个裂纹源,裂纹扩展区为一系列相互平等的疲劳条带,扩展区同时存在着蠕变孔洞和二次小裂纹,最终断裂区属于韧性断裂。     

两相区热处理对工程结构用高强钢低周疲劳性能的影响

为提高工程结构用高强钢的低周疲劳性能,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、疲劳试验等方法,研究了两相区热处理工艺条件下工程结构用钢的显微组织演变及低周疲劳断裂行为.结果表明:两相区热处理组织由细小且形状不规则的回火态马氏体与条带状铁素体组成,马氏体体积分数约为61.7%,残余奥氏体体积分数为2%~5%。试样具有优良的综合性能,与传统调质工艺相比,具有较低的屈强比及较高的低温冲击韧性.同时,两相区热处理后呈现出较高的抗低周疲劳性能,因为塑性变形能力提高,降低了过早形成疲劳裂纹的概率并减小裂纹扩展速率,使高应变低周疲劳性能提高.     

M5合金的高温低周疲劳性能研究

M5合金是一种适用于高燃耗组件的新型锆合金,主要用作燃料棒包壳、端塞、导向管和定位格架材料。采用棒材试样,对M5合金在375℃温度下进行了5个应变水平的低周疲劳实验,应变比R=-1。对合金的循环响应特征进行了分析,并根据实验数据拟合出了疲劳寿命曲线和方程。用扫描电镜分析了低周疲劳样品的断口,讨论了合金的低周疲劳断裂特征。结果表明,在循环变形过程中,M5合金表现出了明显的硬化、饱和、软化阶段,其中饱和阶段所占比例较大,而硬化和软化阶段所占比例较小;其循环应变寿命特性遵循Coffin-manson关系;疲劳裂纹均起源于试样表面,且存在有多个裂纹源,断裂区布满发达的韧窝,属于明显的韧性断裂。     

WC-Co类硬质合金的低周冲击疲劳性能研究

为研究WC-Co类硬质合金的冲击疲劳断裂机制和微观组织参数对其低周冲击疲劳性能的影响,对6种牌号不同WC晶粒尺寸及Co含量的硬质合金进行了冲击疲劳试验,并用扫描电子显微镜(SEM)观察冲击疲劳断口。结果表明:当硬质合金承受冲击加载时,裂纹从粉末冶金缺陷处萌生,萌生的裂纹与孔洞相互连接形成主裂纹,主裂纹快速扩展导致材料疲劳失效。Co含量越高的硬质合金其疲劳敏感性越强,冲击疲劳寿命越短;WC晶粒尺寸越大的硬质合金其冲击疲劳寿命越长。     

新型冷作模具钢HYC1MOD三点弯曲疲劳性能

以一种新型冷作模具钢HYC1MOD为研究对象，通过三点弯曲疲劳试验研究了其高周疲劳性能，结合残余应力演变和断口形貌分析探讨了其断裂损伤机制。结果表明，新型冷作模具钢HYC1MOD的疲劳极限为393.75 MPa,疲劳寿命与应力幅之间的关系式为△σ_a=2 078.22-336.73 lgN_f。疲劳断裂模式为脆性断裂，疲劳裂纹主要起源于大尺寸含Cr碳化物。随疲劳周次的增加，裂纹源处的残余应力一直表现为压应力，且变化平缓，只在最终断裂时快速降低，这表明新型冷作模具钢HYC1MOD的疲劳裂纹一旦形成就快速扩展导致断裂失效，与其脆性断裂的模式一致。     

Q345R钢湿硫化氢预腐蚀低周疲劳行为

对Q345R钢在湿硫化氢环境中预腐蚀低周疲劳性能进行了研究,以硫化氢溶液的浓度和预腐蚀时间为环境因素.低周疲劳试验在MTS-809疲劳试验机上进行,对各试验组的结果数据进行回归分析,得到各试验组环境下Q345R钢的循环应力-应变曲线、应变-寿命曲线等低周疲劳特性.不同试验环境下的预腐蚀低周疲劳结果表明,材料循环应力应变响应特性不受环境因素影响,为循环硬化特性;预腐蚀时间因素对材料低周疲劳寿命的影响比硫化氢溶液的浓度因素显著.试样断口为典型的低周疲劳断裂形貌,裂纹扩展阶段为脆性准解理断裂特征.     

钢包材料SM490B钢断裂及中温低周疲劳性能研究

针对新型钢包包壳材料SM490B钢，进行了室温断裂韧度、疲劳裂纹扩展速率及350℃（32作状态下，钢包包壳表面的最高温度）下的低周疲劳试验研究。结果表明，SM490B钢的强度和断裂韧度明显高于包壳曾用材料SM41A（Q235）、20g。在试验所取的应力强度因子幅值范围内，与Q235A钢和20g钢相比，SM490B钢的疲劳裂纹扩展速率较快。350℃下的低周疲劳寿命高于压力容器常用钢材16MnR钢30（1℃下的疲劳寿命。新型钢包包壳材料采用SM490B钢，可大大减少包壳开裂的可能性，提高钢包的承载能力和使用安全性，延长钢包的使用寿命。     

一种新型的低周疲劳裂纹扩展速率模型

基于低周疲劳裂纹扩展机制,假设裂纹尖端循环塑性区内应变分布服从HRR理论解,利用裂纹尖端锐化、钝化启裂低周疲劳裂纹扩展机制,结合Ramberg-Osgood循环应力应变曲线和Manson-Coffin疲劳寿命曲线等断裂力学理论,推导出一种新的低周疲劳裂纹扩展速率数学模型.与30Cr1Mo1V和St-4340的低周疲劳裂纹扩展速率试验数据进行对比,结果表明该低周疲劳裂纹扩展速率模型能够较好地预测材料的低周疲劳裂纹扩展速率.     

高强度热轧双相钢的低周疲劳性能

从热轧双相钢的实际应用需求出发,研究了高强度热轧双相钢DP600的低周疲劳性能。采用轴向应变控制方法对DP600钢进行了低周疲劳试验,并对试验数据进行拟合计算,得到DP600钢的循环应力-应变曲线、应变-寿命曲线和过渡疲劳寿命。通过扫描电镜观察疲劳断口,结果显示低周疲劳条件下,DP600钢断裂裂纹起源于试样表面,裂纹扩展前期呈现部分脆性断裂特征,后期则以明显的韧性断裂为主。     

奥氏体耐热钢低周疲劳性能研究进展

 为了进一步深入研究奥氏体耐热钢,介绍了奥氏体耐热钢低周疲劳性能方面的研究进展,对比了室温和高温下奥氏体耐热钢疲劳断裂特征。其中,间隙原子、应变、温度、层错能对奥氏体耐热钢疲劳性能影响较大;在高温疲劳-蠕变过程中,影响材料裂纹扩展和疲劳断裂的关键因素是温度和应力;在疲劳寿命预测方面,已建立了众多模型,但对一些新型材料会有一定偏差,需要建立适合的寿命预测模型。     

工件疲劳强度试验裂纹分析

为研究微动疲劳产生机阻,太原重工轨道交通设备有限公司使用全尺寸疲劳测试的方式,再现了微动磨损裂纹,并通过宏观观察、扫描电镜分析、显微组织检查、低倍分析、拉伸试验,对工件疲劳强度试验后出现的轮座部位的裂纹的性质和形成原因进行了分析。结果表明,工件断裂为疲劳断裂。断裂原因是工件表面由于微动磨损,导致微动疲劳产生接触疲劳裂纹。以接触疲劳裂纹为源,引发严重应力集中型疲劳断裂。     

WC-Co硬质合金疲劳断裂机制研究

疲劳和断裂是硬质合金失效的主要原因之一.主要对WC-Co硬质合金的高周疲劳性能和裂纹扩展行为进行了较为系统的研究.结果表明,WC-Co硬质合金材料表现出明显的疲劳效应,即应力水平的降低伴随着疲劳寿命的上升.在高应力区域,合金的疲劳寿命与强度有关;合金的强度越高,其疲劳寿命越长.随着应力幅值的降低,这种强度与疲劳寿命的联系越来越不明显,特别是进入高周疲劳区域后,高粘结剂含量的合金反而表现出更高的疲劳抗性.疲劳裂纹主要沿晶界和在粘结相中扩展;材料在承受疲劳载荷后,粘结相与WC硬质颗粒之间发生了剥离,这种脱粘造成WC颗粒之间相互错动形成孔隙和微裂纹,这些孔隙和微裂纹相互连接加速了裂纹的扩展并最终导致材料的断裂.粘结相在疲劳过程中产生了大量堆垛层错并发生相变,同时有析出物产生.     

SS400超细晶粒钢及其焊接接头的疲劳裂纹扩展速率

SS400钢是一种细晶强化的新一代钢铁材料．焊接对其疲劳性能的影响是人们关注的问题。笔者参照美国材料试验学会标准ASTME647—83的规定．采用紧凑拉伸CT试件对SS400钢及其焊接接头CT试件的疲劳裂纹扩展速率进行了测试。发现：母材的疲劳裂纹扩展存在两个不同速率的阶段,焊缝及热影响区的疲劳裂纹扩展速率均低于母材;热影响区的疲劳裂纹扩展速率介于焊缝与母材之间;焊接接头组织和性能的变化并未导致SS400钢疲劳性能的降低。     

梯度结构硬质合金的疲劳断裂

采用三点抗弯的方法研究WC-6Co梯度结构硬质合金和均质WC-6Co硬质合金的疲劳行为,探讨疲劳断口形貌与破坏机制的关系。结果表明:梯度结构硬质合金的疲劳裂纹在亚表面萌生;梯度结构硬质合金表层Co相发生明显塑性变形,WC相以沿晶断裂为主;中间层Co相变形也很明显,WC相解理断裂增加;内层Co相塑性变形很少,WC、η相以解理断裂为主;均质硬质合金Co相塑性变形明显,WC以沿晶、解理断裂为主,各部位断口形貌接近;梯度结构硬质合金的疲劳极限比均质硬质合金高约100 MPa;梯度结构硬质合金中疲劳裂纹沿垂直于试样下表面、平行于Co相梯度的方向形核,而均质硬质合金的疲劳裂纹沿平行于试样外表面方向形核。在应力集中效应、循环应力的作用下,Co相的马氏体相变是裂纹在亚表面萌生的主要原因;马氏体相变使Co相成为裂纹形核的快速通道,裂纹沿Co相梯度方向形核。     

TC4-DT钛合金高周疲劳行为研究

对TC4-DT钛合金的高周疲劳性能及断口形貌进行了研究。结果表明：TC4-DT钛合金的S-Ⅳ曲线（应力比R=-1）不出现呈水平线的疲劳极限,10^7次不被破坏的条件疲劳极限为550MPa,置信度为95％;疲劳裂纹源均出现在试样的表面,疲劳裂纹扩展区较大说明材料具有较高的断裂韧度;疲劳裂纹扩展区由许多解理小刻面组成,解理面上可见疲劳条带及二次裂纹,以解理断裂为主;断裂区断口表面由许多互相连接的凹坑所组成,主要表现为韧窝断裂。     

温压Fe-2Cu-0.5Mn-1C烧结材料超声疲劳研究

采用模壁润滑温压制备部分预合金Fe-2Cu-0.5Mn-1C烧结材料,设计材料的弯曲超声疲劳试样尺寸并研究对称弯曲超声疲劳行为,测试了材料在105~108周次下的疲劳性能。结果表明Fe-2Cu-0.5Mn-1C材料弯曲超声疲劳的条件疲劳极限存在,在106,107和108周次下相应的疲劳强度为402 MPa,331 MPa和273 MPa。疲劳裂纹一般在孔隙或夹杂物上萌生。超声疲劳断口的不同区域呈现出不同的特征。高疲劳应力时,裂纹源区位于靠近试样表面的孔隙或夹杂物处;低应力时,裂纹源区移动到材料亚表面或材料内部。裂纹扩展区出现了不规则分布的微观疲劳辉纹形貌,裂纹瞬断区中出现了解理面和韧窝等形貌。