碳化物粒子尺寸对裂纹断裂韧性的影响

通过对铁素体晶粒尺寸相同，碳化物粒子尺寸不同的两种低合金风ＣＯＤ裂纹试样断裂韧性的测试，宏微观断口和力学参数的测量，结合断口，金相观察分析，对碳化物粒子尺寸对裂 断裂韧性的影响及其机进行了研究。     

加载速度对低合金钢缺口试样解理断裂临界事件的影响

通过对低合金钢（WCF－62）在－100℃不同加载速度下的缺口试样四点弯曲（4PB）实验及对断口和截剖金相试样的观察，研究了加载速度对低合金钢缺口试样解理断裂临界事件的影响。结果表明：加载速度从30mm/min增加到500mm/min时，解理断裂的临界事件由晶粒尺寸裂纹的扩展控制到扩展和起裂的混合控制再转变为起裂控制，其根本原因是材料的屈服应力σy随加载速度的增加而升高。临界事件随加载速度的变化决定了缺口韧性随加载速度的变化。     

预应变对不同晶粒度合金钢缺口试样断裂行为的影响

对两种不同晶粒度的低合金高强钢（WCF－62）的试样在常温下获得均匀预应变后（0－20％），在－125℃下对预应变和未预应变的试样进行了四点弯曲试验，测量了宏观和微观力学参数，以及断口参数，并结合有限元计算所得到的不同预应变条件下的缺口前端的应力应变场分布，分析了预应变对不同晶粒度低合金高强钢缺口试样断裂行为的影响，结果表明，粗晶和细晶材料在室温预应变3％后，缺口韧性有明显的降低，但是随预应变进一步增加，缺口韧性基本保持不变，原因是预应变3％后两种材料解理断裂都转变为起裂控制。     

铁素体形态对解理断裂应力σf及断裂韧性的影响

采用热模拟方法，模拟不同形态的针状铁素体，板条状铁素体，边界状铁素体，根据四点弯曲缺口试样应力场的有限元计算以及测定不同形态铁素体的解理断裂应力及断裂吸收能量Ｅ。结果表明，试样的σｆ／σｙ随铁素体形态的变化趋势和能量Ｅ相一致，而且σｆ／σｙ和的韧性具有较好的相关性。     

焊缝缺口试样解理断裂统计分析和断裂模型

通过大理４ＰＢ试样解理断裂力学和断口参数的统计，发现在缺口前端发生于峰值应力左侧的断裂几率大于右侧，并且随温度的降低发生于左侧的几率增加，解理起裂在离开缺口根部的一个最小距离处才能发生，在某一距离范围内断裂几率最大。通过对上述现象的分析提出缺口试样的解理断裂须满足两个条件，即缺口根部的塑性应变εｐ大于材料中薄弱环节的起裂塑性应变εｐｃ，使解理微裂纹形核；最大正应力σｙｙ大于薄弱环节的解理强度σｆ，     

合金钢缺口试样热预应力增韧机理的研究

用缺口试样进行了一系列不同循环的热预应力（WPS）试验，以研究合金钢热预应力增韧效应的机理，测量了宏观力学参数，对断口和热预应力后卸载试样缺口前的微观特征也进行了观察，实验结果表明：产生残余压应力和使缺口钝化张开的WPS循环可以改善低温缺口韧性，相反，产生残余拉应力和使缺口根部锐化闭合的WPS循环使缺口韧性变差，随着提高WPS载菏越来越多的潜在解理起裂第二相粒子被剥离和钝化成微孔。这一效应也可以改善缺口韧性。     

SiC粒子增强铝基复合材料的断裂行为

通过拉伸和两种缺口断裂韧性试验（４ＰＢ和３ＰＢ）及断口和卸载试样金相观察分析,对ＳｉＣ粒子增强铝基复合材料的断裂行为进行了研究。结果表明：ＳｉＣ粒子与基体界面发生脱粘开裂形成微裂纹并扩展进入基体是其主要断裂过程。在ＳｉＣ粒子加入量相同,并进行Ｔ６处理的条件下,大尺寸ＳｉＣ粒子的复合材料具有较高的断裂强度和断裂韧性。     

冲蚀磨损下单晶硅(111)面的断裂行为

实验选取单晶硅为研究对象，分别经静态压下、球形粒子冲击试验和角状粒子冲击试验，然后对各种材料表面断裂形态进行了比较，探究了固体颗粒冲蚀的磨损机制，阐述了在冲蚀条件下，试样有限表层空间所发生的特有的绝热应变，以及塑性耗尽时由绝热应变所导致的材料最终断裂，讨论了材料表层赫兹断裂与解理断裂之间的竞生现象，发现晶体学特征对冲蚀过程中材料表层断裂有很大影响，因此在一般的冲蚀过程中不能忽视。     

核聚变用CLF-1钢真空激光焊接

针对核聚变用CLF-1钢的焊接问题，采用真空激光焊(VLW)技术研究了VLW焊接特性、焊缝的显微组织和力学性能.结果表明：随着真空度的降低，金属蒸气羽烟得到了良好抑制，焊缝金属氧化程度降低；相比常压激光焊接(ALW),热输入约降低了20%,VLW焊缝晶粒尺寸明显减小，富Cr、Fe、W和C的椭圆状碳化物(M₂₃C₆)及富Ta或V的高密度球状碳化物(MX)尺寸有所减小，起到了良好的弥散强化效果，且焊缝组织中无残余铁素体(δ-Fe)存在；VLW焊缝经高温回火(PWHT)后的冲击韧性为280 J,高出母材43 J,约为ALW焊缝冲击韧性的2.4倍，冲击试样断口为韧性断裂.     

高速车轮钢断裂韧性与组织结构的关系

以CLSOD车轮钢为研究对象,对断裂韧性水平不同的试样断口进行显微组织分析,研究组织中晶粒尺寸、铁素体含量、珠光体片层间距对材料断裂韧性的影响。结果表明,车轮钢断裂韧性随着平均晶粒尺寸、5％最大平均晶粒尺寸的增大而降低,晶粒越均匀,断裂韧性越高;断裂韧性起初随铁素体含量的增加而增大,达到一个峰值后随着铁素体含量的增加而减小;在珠光体片层间距为0．13-0．16μm的范围内,断裂韧性与珠光体片层间距的相关性不大。     

硬质合金耐磨堆焊材料断裂与韧性的研究

通过对不同类型硬质合金复合耐磨堆焊材料冲击试验的研究,探讨了影响堆焊层韧性的因素,观察分析了其断口形貌和断裂机理.结果表明,堆焊材料的冲击韧性与断口上硬质合金颗粒的面积分数、堆焊方法以及基体金属的显微组织有关,主要取决基体金属韧性和含量.基体金属的韧性越好、含量越多,堆焊材料的韧性越高.在冲击载荷作用下,基体金属断裂表现为高塑性的韧窝断裂,且存在一定撕裂棱,而硬质合金的断裂为脆性穿晶解理断裂或沿晶断裂.     

硬质合金耐磨堆焊材料断裂与韧性的研究

通过对不同类型硬质合金复合耐磨堆焊材料冲击试验的研究,探讨了影响堆焊层韧性的因素,观察分析了其断口形貌和断裂机理,结果表明,堆焊材料的冲击韧性与断口上硬质合金颗粒的面积分数、堆焊方法以及基体金属的显微组织有关,主要取决基体金属韧性和含量,基体金属的韧性越好,含量越多,堆焊材料的韧性越高,在冲击载荷作用下,基体金属断裂表现为高塑性的韧窝断裂,且存在一定撕裂棱,而硬质合金的断裂为脆性穿晶解理断裂或沿晶断裂。     

TiAl金属间化合物解理断裂行为的研究

通过三点弯曲预裂纹试样在室温（２５℃）和７００℃的断裂试验，对接近γ和全层状α＋γ的两种ＴｉＡｌ金属间化合物的解理断裂行为进行了研究。经过断口的详细观察和裂纹尖端应力、应变的有限元计算确定解理断裂的临界阶段。结果表明解理断裂是由预制裂纹的直接扩展所引发，由加工硬化决定的裂尖处的正应力是决定性的控制因素。     

ZrC粒子对低碳钢晶粒细化及力学性能的影响

在低碳低合金钢熔炼过程中加入平均径为0．5μm，体积分散为0．8％的ZrC粒子，研究了不同轧制变形量条件下的晶粒细化行为及力学性能，轧制变形过程中在ZrC粒子周围形成高位错密度和高晶格畸区，成为形为核心和再结晶核心，促进了高温奥氏体非自发再结晶细化奥氏体晶粒；由于奥氏体晶粒尺寸细化，奥氏体晶界面积增大，随着后进行的铁体相变的铁素体形核位置增多，从而大大细化了铁素体晶粒尺寸：轧制变形量与ZrC粒子体积分数存在一定的最佳配合才能对晶粒细有作用，本实验中轧制变形量为62％，ZrC粒子体积分数0．8％以及轧后水冷条件下，铁素体晶粒尺寸细化到9．8μm，屈服强度和抗拉强度明显提高，分别达到386．4MPa和522．1MPa；同时冲击吸收功（AKV＝118．5J）不降低且延伸率（δ5＝34．5％）有所提高，说明添加ZrC粒子粒子可促进晶粒细化。     

稀土对激光熔覆EA4T车轴微观组织和性能的影响

通过在FeCrNiMo粉末中添加La和Ce混合稀土粉末对EA4T钢进行激光熔覆再制造,采用SEM、EDS、XRD等方法观察熔覆层的微观组织结构,并对再制造试样进行拉伸实验。结果表明:FeCrNiMoRE合金粉末再制造试样熔覆区主要为板条马氏体、奥氏体和碳化物组成;在熔覆区La和Ce在晶界和晶内分布较均匀,并且与O、C、S元素等形成稀土夹杂物,作为碳化物非均质形核质点,起到细化晶粒的作用;再制造试样的抗拉强度为932 MPa、屈服强度为735 MPa,分别比基体提高12.56%和9.7%;其延伸率和断面收缩率与基体基本相当,断裂特征为韧性断裂。     

细化处理对T10钢冲击疲劳抗力的影响

研究了T10钢原始组织经980℃固溶,640℃回火后碳化物细化预处理对冲击疲劳抗力的影响。结果表明:碳化物细化后,使淬火后的马氏体也得到细化,从而提高了塑性,获得了良好的强韧性配合,使冲击疲劳抗力提高2～3倍,冲击疲劳断口由准解理断裂变为准解理加较多浅韧窝断裂。     

氢对T225NG钛合金冲击韧性的影响机理研究

对核反应堆用的单相α型钛合金T225NG预先电解充氢0～72小时在常温常压下做冲击实验,得到冲击功AkV,测得了氢含量对冲击功的影响关系,并对T225NG钛合金冲击韧性受氢的影响机理进行了系统地研究。结果表明：随着氢含量的增大,晶界析出氢化物相导致材料的韧性降低。在材料的氢含量达到240μg／g时,材料冲击功急剧下降,下降幅度达79％。当氢含量超过240μg／g时,材料基本匕呈脆性,这时试样断裂从韧性断裂过渡到解理断裂。     

AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能研究

利用高频疲劳试验机对AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能进行了试验研究,给出了本实验条件下的S-N曲线,得到循环基数为107的疲劳极限是15.3MPa,并与相同材料光滑试样疲劳性能对比.运用扫描电镜对断口形貌进行了观察,分析了断裂机理.经分析认为:AZ31B挤压镁合金螺纹型缺口试样高周疲劳的断裂过程包括裂纹萌生、裂纹扩展、最终断裂3个阶段,疲劳源主要发生在螺纹根部,为多发性裂纹源;裂纹扩展区微观断口具有典型的解理断口形貌,断裂表现为脆性断裂.     

铝在高速钢中的作用

本文研究了铝在高速钢中的作用。为了便于分析研究,特意炼了两种成分的高速钢,其中一炉是含有铝的,一炉不含有铝,两炉其它成分完全相同。研究铝对退火、淬火及回火态的碳化物颗粒大小形貌和分布影响,以及铝对淬、回火态的晶粒度、硬度、红硬性和高温拉伸强度及韧性的影响。试验结果表明,含铝的高速钢在相同的温度淬火和回火条件下,比一般不含铝的高速钢具有较高的硬度和韧性,并具有较高的红硬性和高温拉伸强度。电子探针测定表明,铝在高速钢主要存在于基体中。经过金相观察,铝不仅能细化晶粒降低钢的过热敏感性,并能改变碳化物的形态和分布,增加碳化物的弥散度。 通过扫描电镜观察,含铝的高速钢比不含铝的高速钢韧性要好,前者晶粒细小且碳化物均匀分布,而后者晶粒粗大碳化物分布不均。 通过对比试验表明,含有铝的高速钢,其硬度、韧性和高温拉伸强度,都超过美国的M42高速钢。 本文对铝在高速钢中作用机理进行了探讨,认为铝不仅能细化晶粒降低过热敏感性,并能增加碳化物的形核数,而对碳化物的长大速度没有什么影响。从而增加了碳化物的弥散度。     

温度对HDPE断裂形态与冲击韧性的影响

通过对不同温度条件下HDPE简支梁缺口冲击过程中的冲击力-位移曲线的分析、冲击强度的测试以及试样断面形态特征的SEM观察分析,发现室温时冲击断面的银纹质剪切唇区较大,温度在-35~-10℃区间冲击断面呈现平坦带和粗糙带交替相间的抛物线形貌区特征;剪切唇对应于韧性断裂,抛物线形貌区中的无屈服形变的粗糙带对应于脆性解理。