高强度结构钢的韧性启裂和稳态扩展

研究了具有一定韧度的高强度结构钢裂纹早期扩展阻力与材料的微观组织结构、应力状态、变形历史和应变特性之间的关系。结果表明:裂纹扩展阻力(指J_R阻力曲线中的J_i和dJ/da)主要决定于裂纹尖端的塑性约束程度和应力应变场中消耗的弹性能和塑性功。这与三轴应力状态函数σ_mσ~(1/2)有关。材料的流变曲线描述了形变过程中的变形历史和应变特性,有明显的阶段性,其中第Ⅱ阶段的变形历史和应变特性制约着裂纹的启裂过程,第Ⅲ阶段的变形历史和应变特性制约着裂纹的扩展过程。应变硬化率dσ/dε可以敏感地反映出材料内部的应力分布和微观断裂机制。     

中等强度结构钢的韧性启裂和稳态扩展特性

研究了中等强度结构钢的韧性启裂,裂纹稳态扩展阻力和断裂过程中消耗的形变功。结果表明,具有相同组织状态的试样,随试样几何尺寸增加,启裂J积分值几乎没有变化,但J_i值由J_(i(e))和J_(i(p))共同构成转变为以J_(i(e))为主要构成;裂纹扩展阻力dJ/da由dJ-p/da为主要构成转变为由dJ_e/da和dJ-p/da共同构成。裂纹体在断裂过程中消耗的弹性功比例越来越大,抵抗裂纹继续扩展阻力明显降低。     

板条M/B组织对低碳马氏体钢强韧性的影响

采用ANSYS有限元模拟、彩色金相技术并利用背散射电子衍射(EBSD)的方法分析板条M/B混合组织对10CrNi5Mo低碳马氏体钢强韧性的影响。结果表明,特厚板厚度方向各部位冶金质量差别很小。淬火冷却条件下,钢板表面获得单一马氏体组织,1/4部位和心部得到板条M/B混合组织。板条M/B混合组织较单一马氏体组织具有更小的亚结构和更长的大角晶界是造成心部获得优良低温韧性的原因。板条M/B混合组织能显著提高10CrNi5Mo钢的低温韧性,降低韧脆转变温度,但对强度影响不明显。     

平面应力条件下弹塑性材料的起裂与裂纹稳态扩展

根据有限元计算分析的弹塑性裂纹体在平面应力条件下的裂纹尖端应力应变场,采用滑移线浸蚀以及断裂力学的试验方法,研究了该条件下的起裂和稳态扩展现象。结果表明,在裂纹尖端存在着HRR近程场以及取决于试样几何类型的远程场。起裂由单参数J控制,而稳态扩展行为则受远程应变场影响,不能由单参数描述。     

板条马氏体细晶合金钢的研究

采用微合金化和控制轧制获得11￣12级细的原始晶粒。研究了板条马氏体细晶粒超高强度钢显微组织、力学性能。结果表明:通过适当的热处理可获得板条马氏体+残余奥氏体+弥散分布碳化物的显微组织,其力学性能最高可达到:抗拉强度为1600MPa￣1936Mpa、断面收缩率为25%￣45%、延伸率为8%￣14%,硬度HRC46￣HRC52,冲击韧性55J/cm2￣100J/cm2高水平性能。     

薄膜微桥拉伸法基体梯度裂纹的制备及其稳态扩展

16 mm×32 mm单晶硅片基体紧凑拉伸测试样品上尖锐裂纹的可控制备,及其在拉伸载荷作用下的稳态扩展,是微桥法薄膜断裂韧性测试得以实现的关键。相较于紫外激光切割,采用红外激光切割方法在基体背面制备出锯齿状的背槽,并通过控制位移加载步幅和球形压头均衡加载,实现了三点弯曲法基体尖锐裂纹的可控制备。该基体裂纹具有梯度形貌特征,对加载过程中的"载荷-位移"曲线以及表面裂纹扩展过程进行了考察,揭示了梯度形貌对裂纹失稳扩展的抑制作用。基体尖锐裂纹的可控制备及其在拉伸测试中的稳态扩展,为微桥法的标准化测试奠定了基础。     

钒对马氏体不锈钢抗裂性能的影响

文章认为，粗大的马氏体组织、晶界碳化物以及沿晶界分布的“第二相”组织是促使马氏体不锈钢产生裂纹的主要原因。生产实践表明，马氏体不锈钢中加入０．１％～０．４５％的钒后，可细化晶粒、减少晶界碳化物并抑制“第二相”组织生成，因此可提高钢的抗裂性。     

用原子力显微镜研究形状记忆合金中裂纹形核和扩展

运用原子力显微镜（AFM）对形状记忆合金CuNiAl中裂纹扩展行为进行了观察。观察表明、拉伸时、裂纹尖端首先产生马氏体。纳米微裂纹择优沿马氏体相界面形核。但当外力较大，且裂纹扩展距离较长使裂尖应力集中足够大时，不但能诱发马氏体相变。也可出现滑移带。一旦出现滑移带，裂纹也可沿马氏体或滑移带交替扩展。     

条状马氏体形态对钢力学性质的影响

总结了有关条状马氏体形态对钢力学性质（主要为强度）影响的文献。由于马氏体束比领域小很多,且也具有高角度位向差界面,一般束宽为决定条状马氏体强韧性的主要因素。但当马氏体条宽在几十nm级时,条宽将对钢的强度和韧性作更大贡献。     

35CrMo钢获得板条马氏体的热处理工艺研究

研究了35CrMo钢获得板条马氏体的热处理工艺，并对其获得的板条马氏体组织进行了接触疲劳试验，结果发现板条马氏体的接触疲劳寿命为调质态的4倍多。     

含铒铝合金显微组织对疲劳裂纹扩展的影响

对含铒铝合金板材进行了不同的热处理,分析了各板材的显微组织对疲劳裂纹扩展和力学性能的影响。结果表明:晶粒的长/径比越小,板材的疲劳裂纹扩展速率越慢;且随着疲劳裂纹扩展速率的降低,裂纹宽度增加且裂纹路径曲折;稀土元素Er的加入,在合金中形成Al_3(Er,Zr)第二相粒子,其强烈地钉扎位错,阻碍位错运动,以减少位错在晶界处的聚集产生的应力集中,降低板材的疲劳裂纹扩展速率。     

A356铝合金中裂纹的萌生及其扩展

研究了A356铝合金在冲击载荷作用下的裂纹萌生及其扩展过程。结果表明：α-Al枝晶二次枝晶臂间板片状共晶体是材料中最薄弱的区域。该区域中尺寸最大的Si颗粒首先发生断裂形成裂纹源，而枝晶与枝晶间体积较大的块状共晶体强度相对较高，裂纹源不会首先在该区域;正确性同裂纹优先在板片状共晶体中传播，而块状共晶体对裂纹的传播有一定阻碍作用，要提高合金的力学性能就必须设法减少或消除薄弱的板片状共晶体的相对数量。建立了A356合金在啊大；和作用理生、长大及传播的模型，用这个模型解释了提高冷却速度以获得细晶粒的方法并不一定能提高合金的抗拉强度；相反，使用高效的晶粒细化剂能够减少或消除板片状共晶体，从而可能会提高合金的性能。     

金属表层梯度微结构对力学性能和裂纹扩展的影响

表层梯度结构广泛应用于工程材料,经表面强化技术处理后,零件表层结构呈梯度分布,可以改善零件的服役能力.综述了金属表层梯度微结构对力学性能和裂纹扩展的影响,从微观结构和力学性能的角度,结合非均匀材料中裂纹的扩展行为,考虑了微结构和力学性能之间的相互影响规律,分析了梯度结构中影响裂纹扩展的因素.经表面强化后,材料表面晶粒细...     

显微组织对珠光体钢疲劳裂纹扩展速率的影响

用金相显微镜、扫描电镜(SEM)及带有切口的三点弯曲试样研究了显微组织对珠光体钢疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:共析珠光体钢中的疲劳裂纹扩展速率da/dN取决于珠光体层片间距。细化珠光体层片间距可有效减缓共析珠光体钢中的疲劳裂纹扩展速率,尤其在高应力场强度因子幅值△K作用的情况下;珠光体钢的疲劳裂纹扩展速率与断裂前的△K之间的关系为:da/dN=6.94×10~(-9)(△K)~(2.919) (mm·c~(-1));显微组织中存在一定量的先共析铁素体可显著降低珠光体钢中疲劳裂纹的扩展速率。     

低碳马氏体细晶粒钢的显微组织及耐磨性能

采用微合金化和控制轧制获得11～12级原始晶粒的细晶合金钢,研究了该合金钢的显微组织、力学性能及摩擦磨损性能.结果表明,通过适当的热处理可获得板条马氏体 残留奥氏体 弥散分布碳化物的显微组织;其抗拉强度为1600～1936 MPa、断面收缩率为25%～45%、伸长率为8%～14%、硬度为46～52 HRC、冲击韧度为55～103 J/cm2.在250 N载荷、0.84 m/s条件下,其磨损方式主要表现为磨料磨损和轻微的粘着磨损.     

DZ125高温合金超高周疲劳裂纹萌生与扩展

裂纹的萌生与扩展是研究合金材料超高周疲劳行为的重要方面.本研究分析与探讨了温度和表面状态对DZ125合金的超高周疲劳裂纹萌生与扩展特征的影响.不同温度下,DZ125合金的超高周疲劳裂纹萌生位置和扩展方式不同.室温下,裂纹均沿表面起源,裂纹扩展以拉伸模式为主;700 ℃下,裂纹均沿亚表面起源,裂纹扩展以剪切模式为主.室温下,DZ125合金经激光冲击处理前后的超高周疲劳裂纹萌生位置和扩展方式均存在差异.经过激光冲击处理后,裂纹萌生于合金的内部孔洞缺陷,裂纹扩展完全以剪切模式进行.