铝合金应变疲劳试样加工方法对性能的影响

本文研究了横向抛光加工纹路和纵向抛光加工纹路对铝合金材料应变疲劳性能影响的规律，为试样或零件制备确定合理的加工参数。     

不同缺口尺寸试样断裂行为的加载速率敏感性

对三种不同缺口尺寸的16MnR钢试样(3V，3I和3C)在-110℃和1～500mm／min的加载速率范围内进行了三点弯曲断裂试验。发现应力集中和塑性拘束度按3V，3I和3C依次增大的三种试样，其断裂行为敏感的加载速率范围按1～120mm／min，1～60mm／min和1～30mm／min依次降低。在敏感的加载速率范围内，断裂模式随加载速率的增加由延-脆转变断裂迅速转变为全脆性解理断裂，韧性随之迅速降低。在超出敏感速率范围的较高速率范围内，三种试样的断裂行为对加载速率不敏感，断裂模式保持为全脆性解理断裂，韧性较低，并基本不随加载速率变化。     

LC4铝合金断裂韧度的研究

通过对LC4铝合金裂纹扩展方向和断裂方式的研究,探讨了LC4铝合金拉伸性能、断裂韧性和微观组织的关系。研究结果表明,LC4铝合金的断裂是由第二相颗粒决定的塑性断裂,第二相颗粒平均间距是断裂结构参数,建立了LC4铝合金拉伸性能、断裂韧性和第二相颗粒平均间距的定量关系。     

LC4铝合金元件的疲劳寿命分析EI

用扫描电镜和光学金相研究了ＬＣ４铝合金疲劳试件的宏、微观断裂特征，论述了试件断裂位置转移和疲劳寿命分散的原因，讨论了加工与装配质量对疲劳寿命的影响。     

铸造铝合金AlSi_9 Cu_3低周疲劳行为

研究了铸造铝合金AlSi9Cu3在不同应变幅值下的单轴低周疲劳行为。利用MTS疲劳实验机测试了材料的宏观疲劳性能,揭示了应变幅与疲劳寿命之间的关系,使用金相和扫描电子显微镜观察样品的疲劳断口,并对其进行分析。研究结果表明,铸造铝合金AlSi9Cu3在应变控制下表现为循环硬化,且应变幅值越大硬化速率越高;应变幅值越大,其寿命越短;合金塑性应变、弹性应变与断裂时的载荷反向次数之间呈直线关系,实验结果符合Coffin-Manson公式。对材料的疲劳断口在SEM下观察,发现疲劳条纹的宽度和应变幅值相关,疲劳损伤程度也与应变幅值相关。     

LC4CS高强铝合金腐蚀疲劳行为研究EI

本文较全面地研究了室温空气、潮湿空气、盐雾、盐雾加二氧化硫、人造海水环境下的ＬＣ４ＣＳ高强铝合金抗疲劳和裂纹扩展行为，揭示了各种环境介质对ＬＣ４ＣＳ高强铝合金的影响。本文将ＤＦＲｃｕｔｏｆｆ这一新概念引入腐蚀疲劳领域，为新老飞机寿命评估提供了重要依据。     

石油钻杆材料G105在不同条件下的疲劳断裂

采用国产PQ-6型旋转弯曲疲劳试验机研究钻杆管体材料G105的弯曲疲劳性能以及H_2S腐蚀和缺口对试样弯曲疲劳性能的影响,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对光滑试样断口、缺口试样断口以及H_2S腐蚀后试样断口进行微观形貌分析。结果表明:在光滑试样的疲劳极限载荷作用下,经过H_2S腐蚀后的光滑试样的疲劳寿命和缺口试样的疲劳寿命相当,材料的疲劳寿命都从106降低至104;缺口试样在缺口的高应力集中效应下,加快疲劳裂纹形核过程。H_2S腐蚀对钻杆疲劳性能影响的主要作用在于氢原子在材料内缺陷处聚集引起材料疲劳性能降低,缺口和H_2S腐蚀都会加快疲劳裂纹的扩展。材料疲劳断裂主要是因为试样在交变应力的作用下上产生滑移最后致使位错塞积而导致的。     

航空铝合金原位腐蚀疲劳性能及断裂机理EI北大核心CSCD

为了研究不同腐蚀条件下2024铝合金的疲劳性能,首先设计搭建原位腐蚀疲劳平台,然后分别进行无腐蚀疲劳、预腐蚀疲劳和原位腐蚀疲劳实验,分析不同腐蚀疲劳条件下2024铝合金的疲劳断裂行为,最后利用扫描电镜(SEM)表征宏、微观断口特征,探究失效机理。结果表明:相同腐蚀环境和时间下,预腐蚀和原位腐蚀疲劳寿命分别为无腐蚀疲劳寿命的92%和42%;在原位腐蚀疲劳条件下,滑移带挤入、挤出导致表面粗糙度增加,吸附较多腐蚀介质,加剧蚀坑演化,易于裂纹萌生并形成多个裂纹源。裂纹的连通形成更大尺寸的损伤,并在材料内部快速扩展。预腐蚀和原位腐蚀疲劳试件断口观察到大量脆性疲劳条带,并且原位腐蚀疲劳条带平均间距约为无腐蚀疲劳条带间距的2倍,说明原位腐蚀疲劳条件下裂纹扩展速率更快。     

缺口对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响

在光滑试样表面预制深度为0.1 mm和0.2 mm的环状缺口,研究了不同缺口尺寸对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响,并分析了7A85铝合金含缺口试样的疲劳断裂机理。结果表明,随着缺口深度由0 mm增加至0.2 mm, 7A85铝合金试样的抗拉强度、断后伸长率和疲劳强度分别下降了6%、47.5%、44.4%。缺口对7A85铝合金塑性的影响远大于拉伸强度,且其抗拉强度与疲劳强度呈线性关系。试样疲劳缺口系数随着缺口尺寸和循环次数的增加而增大。7A85铝合金试样的疲劳裂纹源通常是富铁的第二相颗粒,环状缺口根部应力集中促进了多疲劳裂纹源萌生,多个裂纹源同时扩展使得试样有效承载面积快速减少,导致疲劳寿命急剧缩短。     

不同时效态3J21合金疲劳行为

在MTS万能实验机上对室温大气环境下欠时效态、峰时效态和过时效态3J21合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)对宏观断口及微观断口进行分析.结果表明:不同时效态疲劳裂纹均呈穿晶扩展,欠时效态3J21合金疲劳裂纹萌生寿命最长,扩展途径比较曲折,扩展速率最小,表现出最大的疲劳裂纹扩展抗力,疲劳寿命最长.而过时效态3J21合金的疲劳裂纹萌生寿命最短,沿晶扩展的比例增加,扩展途径相对平直,扩展速率最大,裂纹扩展抗力最小,疲劳寿命最低;峰时效态合金介于两者之间.不同时效态的疲劳断口均由疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬断区组成.在低速扩展区,欠时效态断口呈现小平面,峰时效态和过时效态断口呈现冰糖状花样,在中速扩展区均未看到长的疲劳条纹,仅发现个别细小的疲劳条纹.     

不同温度下GH690合金断裂韧性及断裂行为

选取三点弯曲试样、采用J积分方法评价了GH690合金从室温到623K的断裂韧性,考察了不同温度下合金的断裂行为。结果表明,GH690合金的断裂韧性随着温度的升高而降低。由于室温层错能较低,合金变形可以通过孪生协调进行,而形变孪晶诱导裂纹扩展转向,延长了裂纹的扩展路径,使合金表现为较高的断裂韧性;随着温度的升高,合金的层错能增加,形变孪晶生成的机率降低,裂纹扩展转向减少,导致合金的断裂韧性随之降低。     

土壤盐浓差对碳钢/铝合金电偶腐蚀行为影响

利用砂土作为模拟土壤 ,通过失重法及电化学方法相结合 ,研究了土壤盐浓差( 2 0 %Cl-及 0 2 %Cl-)对A3钢 LC4铝合金电偶腐蚀的影响规律。结果表明 ,其电偶腐蚀主要取决于电偶对阴极A3钢所处的土壤条件 ,而与电偶对阳极所处的土壤条件关系不大。电偶对阴极处在高盐土壤中 ,其阴极保护效率较高 ,电偶对阳极LC4铝合金与同样试验条件下自然腐蚀相比 ,其腐蚀速率最大增加了 145倍。     

金属材料疲劳断裂数据库管理系统

金属材料的疲劳断裂性能在航空产品结构设计中是必须考虑的，它直接关系到飞机和发动机的选材和定寿。本文对已建立的金属材料疲劳断裂数据库管理系统做了介绍，它不仅对材料研究而且对结构设计都有很大帮助。     

TC21合金315℃高周疲劳光滑和缺口试样断口分析

开展了TC21研究合金光滑和缺口试样的315℃高周疲劳实验,并对疲劳断口进行详细观察,研究了缺口对TC21合金疲劳寿命的影响.结果表明,光滑和缺口试样的疲劳强度比值随循环寿命降低而降低;光滑试样的失稳疲劳裂纹长度随循环应力升高而降低;瞬断区所承受的断裂应力随循环应力升高而降低;这说明裂纹失稳决定试样的断裂,缺口试样断口有多个裂纹源,以缺口试样名义应力乘以应力集中因子与光滑试样的应力相等作为比较时,缺口试样主裂纹长度大于光滑试样的裂纹长度,缺口试样的裂纹扩展寿命更长.     

Ti—25Al—10Nb—3V—1Mo合金的高周疲劳性能及断裂特征

实验测定了Ｔｉ－２５Ａｌ－１０Ｎｂ－３Ｖ－１Ｍｏ合金６５０℃下高周疲劳Ｓ－Ｎ曲线及热暴露后合金的疲劳性能。结果表明，Ｔｉ－２５Ａｌ－１０Ｎｂ－３Ｖ－１Ｍｏ合金具有较高的疲劳强度，可以满足转子零件的要求。对比光滑和缺口试样的高周疲劳性能，可以看出该合金缺口敏感程度高，且随着应力水平的增加而增大。     

室温大气环境下峰时效态3J21合金疲劳行为

在MTS万能实验机上对室温大气环境下峰时效态3J21合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)对宏观断口及微观断口进行分析。结果表明,峰时效态3J21合金的疲劳裂纹主要呈穿晶扩展,沿晶扩展的所占比例较小,疲劳裂纹萌生寿命较低,扩展路径比较平直,扩展速率较大,裂纹扩展抗力较小,疲劳寿命较低;峰时效态3J21合金疲劳断口由疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬断区组成。在低速扩展区,峰时效态断口呈现冰糖状花样,在中速扩展区未看到长的疲劳条纹,仅发现个别细且短小的疲劳条纹,瞬断区可观察到二次裂纹、准解理和韧窝。     

激光选区熔化TC11钛合金的断裂机理及异种载荷下裂纹扩展研究

目的 基于航天航空领域损伤容限性钛合金的设计理念,研究沉积态TC11钛合金拉伸速率相关的断裂机理及异种载荷形式下裂纹扩展路径。方法 采用电子背散射衍射(EBSD)表征由激光选区熔化(SLM)制备的沉积态TC11钛合金的晶粒形貌,利用扫描电子显微镜分析不同应变速率下TC11钛合金的断口形貌和缺陷分布,针对无法原位实时追踪裂纹扩展路径的问题,利用Abaqus相场UEL对裂纹扩展进行研究。结果 沉积态TC11钛合金中,∥BD截面上的晶粒主要为柱状晶并有少部分等轴晶,⊥BD截面上的晶粒全部为等轴晶,组织为由密排立方结构(HCP)的针状α相构成的马氏体,无明显晶粒取向;瞬时载荷下,载荷为1、1.5、2 MPa时,切向裂纹宽度分别为0、7.69、14 mm,角度分别为108°、92°、82°;周期载荷下,载荷为1、1.1、1.2、1.35、1.5 MPa时,裂纹宽度分别为15.56、11.87、26.23、20.51、20.92 mm。结论 随拉伸速率的增加,断裂机理由韧性断裂转化为脆性断裂;瞬时加载时,裂纹萌生并切向扩展,进而裂纹分叉直至完全断裂,且载荷的增加对沉积态TC11钛合金切向裂纹有促进作用,同时可抑制裂纹的分叉;周期加载时,载荷的增加对裂纹宽度先是起促进作用,裂纹达到最大值后稳定在25~20 mm。     

室温大气环境下不同时效态2A12合金的疲劳行为

在拉-压疲劳试验机上对室温大气环境下欠时效态、峰时效态、过时效态和自然时效态2A12合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)分析室温大气环境下不同时效态对疲劳断口形貌的影响.结果表明:在室温大气环境下,四种时效态2A12合金的疲劳断裂循环次数均随着循环应力的减小而明显增加.循环应力水平越低,疲劳寿命提高越明显;各时效态的疲劳断口均为穿晶断口.断口中均出现疲劳条纹、台阶和韧窝,并在较低循环应力下,疲劳条纹出现的区域较多;欠时效态和峰时效态断口上还可观察到轮胎花样.自然时效态表现出最好的疲劳裂纹扩展阻力,其次是欠时效态、峰时效态,过时效态的疲劳裂纹扩展阻力最低.对室温大气环境下各时效态2A12合金疲劳行为进行了讨论.     

室温大气环境下过时效态3J21合金疲劳行为

在MTS万能实验机上对室温大气环境下过时效态3J21合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)对宏观断口及微观断口进行分析.结果表明,过时效态3J21合金的疲劳裂纹呈穿晶扩展和沿晶扩展,且沿晶扩展的比例较大,疲劳裂纹萌生寿命短,扩展途径相对平直,扩展速率大,裂纹扩展抗力小,疲劳寿命低;过时效态3J21合金疲劳断口...