纯铝/硬铝双金属界面裂纹扩展过程的SEM原位观察

应用扫描电子显微镜原位拉伸方法研究了纯铝/硬铝爆炸焊接界面微观断裂机制.结果表明:在单向拉伸情况下,在夹杂和应力集中等薄弱位置萌生的界面微裂纹为典型扩展金属/金属界面裂纹机制;微裂纹以脆性方式导致界面分离,或以其裂尖区域位错发射的延性方式长大;主裂纹和微裂纹以通过在界面一侧金属中其间韧带断裂方式连接,最后失稳扩展.在扩展路径上,界面和金属交替出现,且界面的断裂韧性不如相应单一材料的断裂韧性.     

TA2／A3爆炸复合界面的扩散反应

借助于ＯＭ，ＳＥＭ，ＴＥＭ及ＡＥＳ和ＸＲＤ等测试技术和手段，系统地研究和深入探讨了钛（ＴＡ２）／钢（Ａ３）爆炸复合界面扩散反应区内的微观组织结构、反应相的形成和生长规律，结果表明：经１１７３Ｋ以下（即ＴＡ２的β转变温度以下）热处理，在ＴＡ２侧界面形成ＴｉＣ，它阻碍Ｆｅ和Ｔｉ互扩散，不能生成Ｆｅ_（２）Ｔｉ，ＦｅＴｉ．经１２２３Ｋ以上（即在ＴＡ２的β转变温度以上）热处理，沿界面生成按抛物线规律长大的层状金属间化合物（Ｆｅ２Ｔｉ，ＦｅＴｉ）；并由于Ｆｅ的扩散，在ＴＡ２侧Ｆｅ的含量高处形成β－Ｔｉ或β－Ｔｉ＋α－Ｔｉ组织，而在Ｆｅ含量低处形成马氏体转变产物，此外，β转变层也按抛物线规律生长．     

热轧变形对快凝Al—Fe—V—Si粉热挤合金断裂行为的影响

研究了不同热变形条件下用快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ合金粉挤压成形样品的拉伸断裂行为。结果表明，在沿轧制方向拉伸的试样中，与板面平行的颗粒界面处形成的微裂纹不影响主裂纹的扩展，沿与板材纵截面平行的颗粒界面的开裂可能导致试样反常断裂，沿与板材横截面平行的颗粒界面则易成为主裂纹的低能扩展路径，使试样沿颗粒断裂。     

圆筒内嵌钨合金球爆炸加载条件下断裂机制研究

针对钨合金作为预制破片战斗部穿甲后的易碎性,采用圆筒内嵌钨合金球战斗部,研究了97.5W-Ni-Fe合金在圆筒内嵌式爆炸加载穿靶前后的微观组织以及断裂机制。结果表明,97.5W-Ni-Fe合金爆炸加载后在钨颗粒内部产生大量形变孪晶,穿透靶板后形变孪晶诱发大量微观裂纹,微裂纹在穿靶后的拉应力作用下扩展并与W-W界面断裂相互连接,使钨合金球断裂成有效破片,增强了钨合金的二次毁伤能力。     

Si3N4复合陶瓷材料的微观组织和断裂机制

使用ＡＥＭ和ＨＲＥ他添加纳米ＳｉＣ颗粒和同时添加纳米ＳｉＣ颗粒及ＳｉＣ晶须的两种Ｓｉ３Ｎ４复陶瓷材料的微观组织和断裂机制。结果表明,部分ＳｉＣ颗粒分布在ＳｉＣ晶内,ＳｉＣ晶须分布在Ｓｉ３Ｎ４晶粒之间,ＳｉＣ颗粒和晶须与Ｓｉ３Ｎ４界面之间不存在第二相组织,非晶组织大多分布在Ｓｉ３Ｎ４三叉晶界。断裂裂纹主要沿晶界和相界面扩展,也可能穿过少数Ｓｉ３Ｎ４晶粒。当裂纹扩展遇到ＳｉＣ颗粒和／或ＳｉＣ晶须时,会     

SiCW／Y—TZP／Al2O3复合陶瓷的显微结构及其力学性能

研究了ＳｉＣＷ／Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ２Ｏ３系复合陶瓷的显微结构及其力学性能，通过透射电镜拉伸试样中的裂纹扩展形态与组织变化，分析了晶须与ＺｒＯ２相变增韧机制。结果表明，陶瓷体内各相结合致密，分布较为均匀，其室温强度和断裂韧度分别为１１００ＭＰａ和１１．９ＭＰａ．ｍ＾１／２，晶须拔出，裂纹偏转及ＺｒＯ２ｔ－ｍ相变是该复合材料的主要增韧机制。ＳｉＣ晶须和Ｙ－ＴＺＰ的共同作用，对复合材料强度和断裂韧性的提高     

热轧变形对快凝Al－Fe－V－Si粉热挤合金断裂行为的影响

研究了不同热变形条件下用快餐Ａｌ—Ｆｅ—Ｖ—Ｓｉ合金粉挤压成形样品的拉伸断裂行为．结果表明，在沿轧制方向拉伸的试样中，与板面平行的颗粒界面（ＬＴ界面）处形成的微裂纹不影响主裂纹的扩展，沿与板材纵截面平行的颗粒界面（ＬＳ界面）的开裂可能导致试样反常断裂，沿与板材横截面平行的颗粒界面（ＴＳ界面）则易成为主裂纹的低能扩展路径，使试样沿颗粒断裂．热轧变形使粉末ＬＳ，ＴＳ界面的强度提高快于ＬＴ界面，导致热轧变形至一定程度（３０％变形量）时试样的断裂方式改变．断裂强度与延伸率的不同变化规律与断裂方式的改变及其后的形变硬化有关．     

高铌TiAl合金在疲劳蠕变作用下的裂纹萌生及扩展

利用SEM原位观察技术研究了近片层Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.1Y合金在750℃疲劳蠕变交互作用下的裂纹萌生及扩展行为,循环实验采用在最大拉应力保载的梯形波.结果表明,裂纹主要在片层团界面萌生,裂纹萌生方式包括蠕变空洞和疲劳微裂纹.片层团界面处的微裂纹先通过吞并蠕变空洞或在裂纹尖端应力集中作用下沿片层团界面进行扩展,然后相互连接长大;当裂纹扩展受到不同取向的片层团界面阻碍时,受阻的裂纹开始沿试样厚度方向扩展,且附近伴随出现垂直于载荷方向的微裂纹;最终受阻的裂纹相互连接直至合金断裂.将实验结果与该合金在相同条件下疲劳变形和蠕变变形的原位观察结果进行了比较.结合实验结果建立了高铌TiAl合金在疲劳蠕变交互作用下裂纹萌生及扩展示意模型.     

Ti_3Al金属间化合物氢致解理断裂及其机理

Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ合金在室温下恒载荷动态充氢以及交变载荷动态充氢时，氢通过促进裂纹在滑移面上的解理，促进了裂纹扩展。不连续的氢致解理裂纹优先在α_２相形核，α_２／β相界面是裂纹扩展的有效障碍。氢通过促进裂尖位错的发射、解理微裂纹在无位错区（ＤＦＺ）的形核以及解理裂纹的扩展，导致氢致解理断裂     

Si_3N_4复合陶瓷材料的微观组织和断裂机制

使用AEM和HREM研究了添加纳米SiC颗粒和同时添加纳米SiC颗粒及SiC晶须的两种Si3N4 复合陶瓷材料的微观组织和断裂机制。结果表明 ,部分SiC颗粒分布在Si3N4 晶内 ,SiC晶须分布在Si3N4 晶粒之间 ,SiC颗粒和晶须与Si3N4 界面之间不存在第二相组织 ,非晶组织大多分布在Si3N4 三叉晶界。断裂裂纹主要沿晶界和相界面扩展 ,也可能穿过少数Si3N4 晶粒。当裂纹扩展遇到SiC颗粒和 /或SiC晶须时 ,会发生转弯 ,产生分枝裂纹或微裂纹并在Si3N4 晶内和Si3N4 晶粒的断裂表面引起晶格畸变 ,这降低了裂纹扩展能量 ,从而改善复合陶瓷材料的断裂强度和断裂韧性     

MICROFRACTRUE MECHANISM OF TA2/A3 EXPLOSIVE CLADDING INTERFACE

ＭＩＣＲＯＦＲＡＣＴＲＵＥＭＥＣＨＡＮＩＳＭＯＦＴＡ２／Ａ３ＥＸＰＬＯＳＩＶＥＣＬＡＤＤＩＮＧＩＮＴＥＲＦＡＣＥ￥Ｙａｎｇ，Ｙａｎｇ；Ｚｈａｎｇ，Ｘｉｎｍｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃ...     

SLIP DEFORMATION AND FRACTURE OF DIRECTIONALLY SOLIDIFIED DZ-38G SUPERALLOY

<正> 本文目的是研究定向凝固合金中滑移形变与显微组织的关系,并讨论定向凝固合金的微观结构及柱状晶晶界平直度对裂纹传播和断裂的影响。     

加载速率对TiAl基合金断裂机理的影响

通过拉伸断裂、拉伸卸载实验和相应的SEM观察研究了载荷控制下加载速率对具有全层（FL）和双态（DP）组织TiAl基合金断裂机理的影响。结果表明：当加载速率比较小时，微裂纹的面密度较大，即有足够的时间开裂，裂纹沿着晶界或者层间起裂，并且在层团内部基本上沿着层间扩展，基本上没有河流纹走向，沿层断裂面占整个断口的绝大部分，断口上晶粒结构比较明显，对材料性能影响较大：加载速率较大时裂纹没有足够的时间起裂和扩展，因此在断裂时形成很多河流纹走向，而且断口形貌中晶粒结构不明显；由于提前开裂的裂纹很少，所以表现出断面上分布的断裂小面的尺寸较小，从而对材料性能影响较小。     

剪应力状态下6061铝合金的力学性能及断裂行为

对设计的拉伸剪切试样和原位拉伸剪切试样分别进行不同剪应变率下的拉伸剪切试验及原位拉伸剪切试验,研究6061铝合金在剪力状态下的力学性能及断裂行为,并用有限元软件ABAQUS对铝合金在剪应力状态下的断裂行为进行模拟。结果表明:随着剪应变率的增大,6061铝合金的剪切屈服强度和抗剪强度基本保持不变,但剪切断裂应变明显减小;剪应变率对试样的断口形貌没有影响;6061铝合金晶界是其最薄弱环节,在拉伸剪切过程中铝合金试样表面上产生了大量与拉伸方向平行的滑移带;微裂纹在剪应力作用下形核于与拉伸方向平行的滑移带和晶界,随着剪应力的增加,微裂纹长大和扩展;微裂纹之间通过剪切而连接导致试样断裂;6061铝合金剪切断裂行为可以用Johnson-Cook模型进行描述。     

Mechanical properties and fracture behaviors on 6061 aluminum alloy under shear stress state

The mechanical properties and fracture behaviors of 6061 aluminum alloy were investigated by the tensile shear tests and in-situ tensile shear tests with tensile shear specimen devised. The results indicate that many slip bands parallel to tensile direction are produced on the surfaces of the specimens. With shear strain rates increasing, the shear yield stress and shear ultimate stress of 6061 aluminum alloy remain constant basically, but the shear fracture strain decreases obviously. The shear strain rates have no influence on the fracture surfaces. The grain boundaries of 6061 aluminum alloy are the weakest area and microcracks initiate at the grain boundaries parallel to tensile direction under shear stress. With the shear stress increasing, the microcracks extend and coalesce. The fracture of specimens is due to coalescence or shearing between the microcracks.     

Modeling crack growth from pores under compressive loading with application to metallic glasses

The mechanism of the fatigue-crack growth is essential to understand the fatigue and fracture behavior of bulk metallic glasses (BMGs) and is thus critical to predict the service lifetime of BMGs as potential engineering structural materials. Experiments indicate that fracture under compressive loading exhibits distinct behaviors different from that under tensile loading. A typical compression failure may initiate from micro porosity where cracks propagate in a direction generally parallel to the loading axis. Micromechanical stress analysis shows that pores cause axial tensile microcracks emanating from the pore. A simplified computational model based on the linear elastic fracture mechanics (LEFM) is proposed to investigate crack initiation and subsequent propagation under compressive load, where the effect of crack closure on mode-I fracture is considered. The stable crack length is characterized by a dimensionless fracture-mechanics quantity required to attain the associated crack length. The behavior of crack growth is examined based on the stress-intensity-factor (SIF) calculation, and its dependence on the loading and lateral confinement conditions is discussed.     

FRACTURE BEHAVIOR OF DEPOSITED AlSiFe ALLOY

ＦＲＡＣＴＵＲＥＢＥＨＡＶＩＯＲＯＦＤＥＰＯＳＩＴＥＤＡｌＳｉＦｅＡＬＬＯＹ①ＹｕａｎＸｉａｏｇｕａｎｇ，ＸｕＤａｍｉｎｇ，ＬｉＱｉｎｇｃｈｕｎＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔ...     

DEFORMATION AND MICROFRACTURE OF GRANULAR BAINITE

Relationship among deformation history,fracture process and stress distribution of granularbainite has been investigated.The main process of fracture of granular bainite is the forma-tion.growth and coalescence of the microvoids.Even though the microcracks have formed atthe earlier stage of deformation,they are not fateful for fracture because in the successivedeformation stage the microcracks change their orientation toward the tensile axis.Thestrain hardening rate of granular bainite has a minimal value during the deformation process.Before and after the strain of the minimal value,the material shows different stress distribu-tion and microfracture mechanism.     

激光熔覆镍基合金温度场和应力场数值模拟

文中采用SYSWELD软件分别对激光单道和搭接熔覆过程进行模拟分析. 结果表明,激光熔覆处理时经历了快速加热、快速冷却的过程,具有较高的过热度,单道处理时熔覆层表面中心点峰值温度最高,可达2 589 ℃;随着远离熔池中心,各点峰值温度逐渐降低. 激光单道处理后,熔覆层内受拉应力,最大值出现熔覆层与基体交界处,热影响区受压应力. 搭接处理后第一道熔覆层仍受拉应力,但拉应力值明显降低,最大值在热影响区. 由于第一道熔覆的预热作用,第二道各点峰值温度均高于单道处理,应力最大值出现在靠近熔覆层底部位置,而热影响区受压应力.