铍中Be2C及硅基夹杂对铍材伸长率的影响

铍材伸长率是目前限制铍材使用的关键因素.对高伸长率和低伸长率铍材的拉伸断口进行对比分析,发现在铍材的断裂源处往往含有非金属夹杂,夹杂造成的微裂纹是铍材解理断裂的裂纹核心.通常情况下,这些夹杂是以硅为基的杂质,一般不会造成铍材伸长率的明显降低.而当杂质中存在碳元素时,形成脆、硬稳定的Be2C,因Be2C难以变形,其断裂强度较铍材更低,因此在Be2C处容易位错集束而加重应力集中,并沿Be2C内部生成主裂纹,该主裂纹与原有的微裂纹合并后,裂纹长度加长,导致铍材解理速度加快,伸长率显著降低.     

使用横梁位移测定铍材的断后伸长率

GB/T 228.1-2010规定了使用直接法和移位法测定金属材料的断后伸长率。但铍材拉伸试样的横截面积和断后伸长率较小,若使用直接法测定,其断后伸长率随断口所在位置及试样断裂部分拼接状态的变化而变化,不具备唯一性;若使用移位法测定,虽弥补了直接法的不足,但操作较为麻烦。笔者介绍了利用横梁位移计算铍材拉伸试样断后伸长率的方法,可弥补上述两种方法的不足。通过试验及数据统计分析,证明此种方法可以准确快速地测定铍材试样的断后伸长率。     

粉末冶金多晶态铍室温断裂行为的研究进展

介绍了粉末冶金法生产的多晶态铍的性能、生产工艺。综述了多晶态铍室温断裂行为的研究状况,包括铍的室温断裂特征,以及诸如铍粉粒度和形态、粉末压制过程、表面残余应力,机械加工损伤、多种杂质(BeO,Fe,Al,Cr,Ag,Si,C等)对铍室温断裂性能的影响。预测了未来关于铍在工程领域可能开展的基础性研究。     

含铍聚碳硅烷的合成机理研究

含铍SiC陶瓷纤维是一种新型的高性能SiC纤维,而优质含铍聚碳硅烷先驱体(PBCS)的合成是得到该种纤维的重要保证。以乙酰丙酮铍(Be(acac)_2)和聚碳硅烷(PCS)为原料制备得到PBCS,并对其合成机理进行了深入研究,采用PCS和石蜡分别与Be(acac)2进行对比反应,用GC-MS对反应小分子产物进行分析,确定了Be(acac)_2与PCS的成键反应实际是Be与Si—H键反应,C—H键没有参与含铍键的形成反应;根据小分子反应产物的生成途径,合理分析了PBCS的合成反应原理。     

镍基粉末高温合金中夹杂物导致裂纹萌生和扩展行为的研究

采用扫描电镜原位拉伸和原位疲劳的方法,跟踪观察了人工植入Al2O3夹杂物的镍基粉末高温合金P/M Rene95中夹杂物导致裂纹萌生、扩展乃至断裂的过程,结果表明,无论是在单轴拉伸还是低周疲劳实验中,裂纹均首先萌生于脆性非金属夹杂物Al2O3处,大于一定尺寸的夹杂物,还会使该裂纹扩展成为导致合金断裂的主裂纹,从而大大降低合金的屈服强度、断裂强度及低周疲劳寿命.     

金属铍材室温平面应变断裂韧性测试方法

介绍了金属铍材的室温断裂韧性测试方法,并对不同方法进行了讨论,认为采用载荷比（Pmin/Pmax)为－3的拉－压疲劳循环加载方式,可以制备出脆性金属铍材KIC测试所需要的疲劳裂纹,所测试的铍材室温断裂韧性KIC均值为9．91MPa.m^1/2,标准偏差为0．73MPa.m^1/2,符合国家标准要求。     

夹杂物和晶粒尺寸对洁净车轮钢室温冲击韧度的影响

对洁净车轮钢在不同温度下进行正火处理,得到不同晶粒尺寸的显微组织,然后对车轮钢进行室温冲击试验,利用扫描电镜对冲击试样断口形貌进行观察,研究了夹杂物和晶粒尺寸对洁净车轮钢室温冲击韧度的影响。结果表明：部分车轮钢冲击试样以夹杂物起裂,夹杂物类型为Ti（C,N）,另一部分冲击试样断口起裂源处则未发现有夹杂物,但尺寸在10μm以下的Ti（C,N）夹杂物对车轮钢的冲击韧度没有明显的影响,而晶粒尺寸对车轮钢的冲击韧度有明显影响;其主要原因是室温下车轮钢冲击断裂的临界事件是微裂纹穿过晶界扩展引发解理断裂,因此晶粒尺寸是决定洁净车轮钢冲击韧度的主要因素。     

P92钢等离子弧焊接接头原位拉伸的SEM观察研究

针对6 mm厚P92钢等离子弧焊接接头,利用带动态拉伸台的高分辨扫描电镜对接头的不同区域进行原位拉伸实验,通过试样动态断裂过程观察并结合断口分析研究了P92钢等离子弧焊接接头各区的微观断裂机理.结果表明:接头焊缝区在拉伸过程中经历了前期的钝化伸张区之后,裂纹起裂于中间相M23 C6处,而焊缝区的裂纹扩展路径沿着中间相M23 C6前进,并在断面上形成了撕裂脊,属于穿层断裂;热影响区是P92焊接接头的最薄弱环节,裂纹起裂于中间相M23 C6处,其断口起裂的孕育阶段基本没有前期的钝化,即前期的塑性裂纹的扩展长度Xf=0,裂纹以沿层断裂模式进行扩展,在断口处有分层现象,最终断面呈现出裂纹以解理断裂模式进行扩展;母材区的拉伸试样在经历了钝化伸张区之后,前期的裂纹以塑性断裂模式进行扩展,裂纹在扩展过程中遇到较多的中间相M23 C6时形成应力集中,同时在其附近出现空洞,此时裂纹以解理断裂模式进行扩展,属于沿层断裂.     

铍钛系复合材料

铍的价格、脆性以及毒性限制了其广泛的应用。每磅真空熔炼的铍锭价格为70美元,而每磅经加工的铍金属的价格竟达300美元。铍的低塑性问题尚没得到解决,但是预料Ti—6Al—4V合金基的铍纤维复合材料将可以作为一种塑性好、经济的材料。Be—Ti系复合材料可用共喷法或粉末冶金法制得。这种试制的材料的价格为25—30美元/磅。     

发动机用灰铸铁的低周疲劳行为

研究了发动机缸体用灰铸铁材料在室温、150℃和250℃下的低周疲劳行为。根据对拉伸应力-应变、循环应力-应变和应变-疲劳寿命数据的分析,给出了疲劳参数。结果表明:在高温下灰铸铁的弹性模量、强度降低,延伸率增大;循环应力响应表明,在较小的应变幅下经历初期循环硬化、循环软化、断裂,而在高温和较大应变幅下几乎没有硬化阶段,循环软化至断裂;其室温疲劳寿命最长,150℃最短,250℃居中。微观分析结果表明:疲劳裂纹萌生于片状石墨尖端、夹杂物及孔洞处,沿石墨扩展,夹杂物导致分支裂纹及裂纹偏转,延缓裂纹的扩展;灰铸铁的疲劳断裂方式为沿晶和准解理断裂的复合机制,存在扇形解理面和二次裂纹,解理台阶上观察到疲劳条带和韧窝。