不锈钢微裂纹形核扩展的TEM原位观察

３１０奥氏体不锈钢在透射电镜中的原位拉伸观察表明，如在裂尖发射位错后保持恒位移，则在裂尖能形成无位错区，这个弹性的ＤＦＺ不均匀减薄，其应力集中可等于原子键合力，从而导致纳米微裂纹在ＤＦＺ中形核，并很快钝化成空洞，如果裂尖发射位错后继续拉伸，则上述基本过程被掩盖，仅看到交滑移使裂尖区减薄，从而导致微米给空洞或裂纹的形核和连接。如稍稍卸载，则可观察到裂尖前反塞积位错群的逆返现象。     

氢致脆断的TEM原位拉伸观察

通过对预充氢３１０不锈钢薄膜在透射电镜下的原位拉伸观察，并和不含氢试样的结果相比较，研究了氢在韧－脆转变中的作用及氢致脆断机理，结果表明，预充氢的３１０不锈钢试样在拉伸过程中从裂发射大量位错，平衡后形成无位错区；纳米级微裂纹优在ＤＦＺ中形核，微裂纹不钝化为空洞，而是通过多个微裂纹的形核及相互连接导致裂纹的脆性扩展，即氢使奥氏体不锈钢由韧变脆的根本原因是氢抑制了ＤＦＺ中纳米级微裂纹向空洞的转化。     

纯Ni中氢致开裂的透射电镜原位观察

纯Ni在透射电镜（TEM）中原位拉伸时,裂纹尖端首先发射大量位错,平衡时形成无位错区,微裂纹在裂纹顶端连续形核或在无位错区中不连续形核,并且形核后将钝化成孔洞或缺口。利用特殊的恒位移加载台,可在TEM中原位研究充氢前后恒位移试样裂尖位错组态的变化。结果表明,氢能促进位错的发射、增殖和运动。和未充氢纯Ni相比,充氢试样在更低的外应力下位错就会发射和运动,当氢促进的位错发射和运动到临界条件时就会使氢致裂纹形核、扩展,导致低应力脆断。     

310奥氏体不锈钢应力腐蚀的透射电镜原位观察

用自制的恒位移加载台，在透射电镜中原位观察310奥氏体不锈钢在纯水中局部溶解前后裂尖位错组态的变化以及微裂纹的形核和扩展。结果表明，310奥氏体不锈钢在室温纯水中局部阳极溶解能促进位错发射，增殖和运动，在低应力下，纳米级微裂纹在无位错区中连续或不连续形核，由于介质的作用，纳米级微裂纹并不钝化成空洞或缺口，而是解理扩展。     

溶解促进位错发射,运动导致黄铜薄膜应力腐蚀的TEM原位观察

用特殊设计的恒位移加载台可以在ＴＥＭ中原位观察黄铜在纯水中局部溶解前后裂尖位错形核的变化，从而可以确定局部阳极溶解对位错发射，增殖和运动的影响，也可原位观察纳米级应力腐蚀裂纹的形核和扩展，结果表明，如用薄膜试样，黄铜在室温高纯水中能发生ＳＣＣ，在裂纹形核前，通过阳极溶解的促进作用，在低应力下就能导致位错的发射、增殖和运动，当溶解引起的位错发射，运动达到临界状态时，纳米级微裂纹就将在无位错区中不连续     

铝合金液体金属脆断过程的TEM原位观察

采用自制的恒位称加载台,在透射电镜（ＴＥＭ）中原位观察了７０７５铝合金吸附液体金属（Ｈｇ＋３％Ｇａ）后加载裂纹前方位错组态的变化以及脆性微裂纹的形核和扩展,结果表明：液体金属吸附后能促进位错的发射、增殖和运动;当吸附促进位错发射和运动达到临界状态时,脆性微裂纹就在原裂纹顶端或在无位错区中形核并解理扩展。     

Fe3Al氢致开裂和应力腐蚀的TEM原位观察

利用恒位移加载台，在ＴＥＭ中原位观察了Ｆｅ３Ａｌ薄膜试样充氢和应力腐蚀前后裂尖位错组态的变化，以及位错对裂纹形核的影响。结果表明，氢能促进裂尖发射位错，促进位错的增殖和运动，并使无位错区增大，当位错发射，运动发展到临界状态时，就会导致氢致裂纹的形核与的扩展。对氢促进位错发射，增殖和运动的原因进行了探讨。     

双相不锈钢中奥氏体相内裂纹扩展路径的透射电镜原位观察

在透射电镜下原位观察了裂纹在双相不锈钢中的扩展过程。结果表明,裂纹在双相不锈钢中奥氏体晶粒内扩展时常呈较大的Z字形扩展路径。并且,在主裂纹前端奥氏体晶粒内形核的小裂纹与主裂纹有较强的交互作用,小裂纹尖端二次滑移系的选择和扩展路径为小裂纹尖端应力场和主裂纹尖端应力场共同支配。     

层状组织对双相TiAl合金裂纹扩展的影响

在ＴＥＭ下原位观察了双相ＴｉＡｌ层状组织对裂纹扩展的影响，发现了裂纹尖端的钝化以及裂纹的扩展方式与裂纹和片层界面的夹角有关。当裂纹接近平行片层界面时，主裂纹前端有微裂纹产生，此时剪切带韧化机制起主导作用。而当裂纹垂直于片层界面以及介于平等我恶性循环之间进，片支界面对扩展裂纹的阻碍，界面滑移造成的裂纹尖端钝化是层状组织韧化ＴｉＡｌ合金的主要原因，依据裂纹形核的位错理论地上述现象进行了分析。     

位错和位错偶沿单─滑移系从裂纹尖端的发射

采用计算机模拟了位错和位错偶沿单一滑移系从裂纹尖端的发射,考察了滑移面取向、外加载荷、晶格摩擦力以及位错发射的临界应力强度因子对所发射的位错数量、塑性区与无位错区大小以及裂关残余应力强度因子的影响研究表明,位错从裂纹尖端发射的临界应力强度因子对无位错区的存在和其大小起决定作用,而外加载荷与晶格摩擦力主要影响位错发射的数量以及塑性区大小．在Ｉ型载荷作用下,滑移面与裂纹面的夹角越大,从裂尖发射出的位错数量越多,位错对裂纹的屏蔽效应也越大当裂纹发射位错后的残余应力强度因子仍然较大时,位错偶就有可能在裂纹尖端附近产生井沿着几个滑移面发射,但发射出的位错偶对裂纹没有明显的屏蔽作用在滑移面不垂直于裂纹面时,发射出的位错或位错偶关于裂纹面呈不对称分布     

腐蚀促进位错发射、运动及SCC形核的TEM原位观察（Ti_3Al＋Nb──甲醇体系）

在ＴＥＭ中研究了Ｔｉ_３Ａｌ＋Ｎｂ在甲醇中的应力腐蚀开裂（ＳＣＣ）过程，结果表明，腐蚀过程能促进位错发射、增殖和运动；当其发展到临界条件时，纳米级应力腐蚀裂纹就在无位错区或裂尖形核。     

ZG42CrMo缩松区疲劳裂纹的偏析和微裂纹的形成

测定了ＺＧ４２ＣｒＭｏ高周疲劳裂纹扩展速率，对疲劳裂纹扩展过程进行了金相追踪观察．用ＥＰＭ研究了缩松及其表面微裂纹和硫化物的形态．用ＴＥＭ研究了裂纹顶端位错组态和滑移特征．讨论了缩松对裂纹捕获和偏折对疲劳裂纹扩展的双重影响及微裂纹萌生的可能机制．     

CRACK INITIATION AND STEADY PROPAGATION OF ELASTIC-PLASTIC MATERIALS IN PLANE STRESS CONDITION

The crack tip stress-strain fields of the elastic-plastic cracked specimens have been analyzedusing finite element calculations.The crack initiation and steady propagation behaviours havealso been investigated by means of slip line pattern etching technique and mechanical tests.The results show that there are HRR near field and distant field in the crack tip region,andthe later depends on the specimen configuration.The crack initiation behaviour is controlledby a single parameter J.In contrast,the steady crack propagation is affected by the distantstrain field and can not be described by single parameter only.     

单晶Ni_3Al裂纹扩展的TEM原位观察

利用透射电镜（ＴＥＭ）原位拉伸在室温下对（１１０）［１１０］取向 Ｎｉ３ＡＩ合金单晶中裂纹的萌生与扩展进行了研究结果表明：裂纹沿之字形路径扩展且裂纹的总体扩展路径与拉伸轴平行迹线分析表明,首先激活的是（１１１）和（１１１）两个主滑移面上的滑移系;其后在 Ｓｃｈｍｉｄ因子为零的两个滑移面上的滑移系激活．为了解释所观察到的现象而建立了一个位错塞积模型位错应力场的计算表明,塞积位错列所产生的应力场导致了第二滑移系的启动,并使得裂纹扩展路径平行于拉伸轴的方向     

重轧钢中氢促进位错发射,运动以及氢致裂纹形核

用自制的恒位移试样在ＴＥＭ中原位研究了充氢前后位错组态的变化以及氢致微裂纹形核和位错运动及无位错区（ＤＦＺ）的关系。结果表明,氢能促进位错发射、增殖和运动。当氢促进的痊错发射和运动达到临界条件时,氢致裂纹就在ＤＦＺ中或原缺口顶端形核。这个过程和空气中原位拉伸相类似,但氢的存在使得在较低的外应力下氢致裂纹就能形核。     

重轨钢中氢促进位错发射、运动以及氢致裂纹形核

用自制的恒位移试样在TEM中原位研究了充氢前后位错组态的变化以及氢致微裂纹形核和位错运动及无位错区（DFZ）的关系．结果表明,氢能促进位错发射、增殖和运动．当氢促进的位错发射和运动达到临界条件时,氢致裂纹就在DFZ中或原缺口顶端形核．这个过程和空气中原位拉伸相类似,但氢的存在使得在较低的外应力下氢致裂纹就能形核．     

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。     

EFFECT OF CRACK CLOSURE ON SLOW PROPAGATION IN DUAL-PHASE STEEL

The effect of ferrite content in ferrite-martensite dual-phase steel on the initiation and prop-agation of fatigue crack and the plastic deformation at crack tip has been studied.In the rangeof ferrite content from 24.2 to 41.5％,the optimum seems to be 33.8％,of which the crack ini-tiation will be prolonged,the threshold value increased,the propagation rate decreased and theclosure stress intensity factor increased.As the propagation force is described by effectivestress intensity factor,three steels with various ferrite contents will show the same propagationbehaviour on da/dN vs △ K_(eff)curve.It is shown that the closure effect increases with thedecrease in △K at the fatigue crack tip.When △K equals to △K_(th),the closure effect reachesa maximum value of0.7 in a dual-phase steel with 33.8％ferrite.     

硬质合金截齿刀在使用中的开裂及疲劳行为分析

借助于扫描电镜,全面分析了截齿硬质合金刀头在使用过程中的开裂及裂纹的疲劳扩展行为。结果表明,硬质合金刀头在使用过程中的开裂是由针焊开裂、热疲劳和冲击疲劳所造成的微裂纹引起的。裂纹扩展的疲劳行为主要源于硬质含金的高Co含量和大的WC颗粒造成的对裂纹扩展的阻碍、裂纹扩展路线的拐折造成的裂纹尖端应力强度因子的降低及刀头承受的交变冲击载荷的共同作用。     

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。