用J_R阻力曲线研究几种钛合金的断裂韧性

本文采用标准的J积分试样(15×18×82mm)测试了Ti-Al-Mo,Ti-Al-Mo-Zr和Ti-4Al-O.005B(TA5)合金的J_R阻力曲线,并与TC4等合金进行了比较。文章还对试验合金的J积分试样做了断口分析。试验表明,新合金的J_R阻力曲线为直线型,其后裂韧度Ji为88kJ/m~2,条件断裂韧性J_(0.2),达127.5kJ/m~2,比TA5和TC4合金的相应值高得多。新合金有很高的裂纹承载能力,作为中强高韧钛合金用于舰船结构材料是非常合适的。     

切口断裂韧性与裂纹断裂韧性之间关系的探讨

由裂纹顶端应变开裂判据ε_(max)=ε_c可知,裂纹体、切口体和光滑体的开裂判据应是一致的,故三种试样所测得的断裂韧性之间必有内在联系,本文通过对广义缺口顶端应变场的理论分析和实验研究,运用松弛滑移的概念,得到裂纹和切口张开位移δ之表达式。同时,在探讨裂纹当量曲率半径ρ_f物理本质的基础上,得到ρ_f与材料中的夹杂物或第二相质点的平均间距λ大致相等的经验关系。从而得到切口断裂韧性与裂纹断裂韧性之间的换算关系:((δ_c)_f)/(δ_c)_n=((δ_(pc))_f)/((δ_(pc))_n)=((δ_(ec)~*)_f)/((δ_(ec)~*)_n)=(ρ_f/ρ_n)~(1/2)=(λ/ρ_n)~(1/2)并通过实验进行了初步验证.     

面外拘束效应对单边缺口拉伸试样断裂韧性的影响

采用API X90管线钢,对不同厚度的单边缺口拉伸(SENT)试样进行断裂韧性实验,并结合全场应变测量技术和断口分析,研究SENT试样面外拘束(试样厚度)对裂纹尖端张开位移(CTOD)的影响。结果表明,在相同的载荷水平下,随着试样厚度的增加,最大纵向应变峰值急速下降,高纵向应变区域由裂纹尖端迁移至距裂纹面一定距离的未开裂侧,裂纹尖端的塑性变形能力降低。CTOD值对厚度变化很敏感,随着试样厚度的增加而降低。当试样厚度宽度比≥4时,临界CTOD值达到下平台并保持基本不变。因此,在管线工程设计中,可将试样厚度宽度比等于4作为SENT试样断裂韧性与试样厚度无关的一个参考试样尺寸。     

在周期载荷下阻蚀涂层对д16T合金板材裂纹临界长度和断裂韧性的影响

航空技术装备的使用效率在很大程度上取决于航空结构中所采用的材料性能,及其抵制疲劳裂纹发展的能力。材料抵制裂纹能力的指标之一是在给定载荷下的临界裂纹长度和平面应变断裂韧性K_(1c)。本文研究的是在阻蚀液中进行冷磷化处理对Д16T合金5毫米厚板材试样临界裂纹长度和断裂韧性的影响。用30个阳极氧化的(供货状态)和30个阴蚀处理的试样(由同一板材制成)做了对比试验,试样宽45毫     

用断口延伸区分析LC9超硬铝的断裂韧性

本文用断口延伸区(Stretched Zone,缩写SZ)研究了LC9超硬铝不同时效状态的断裂韧性,研究结果表明:延伸区(SZ)能够敏感地反映断裂韧性的变化。通过对SZ宽度的测定,可以得到SZ的高度,进而求出临界裂纹尖端张开位移(CTOD_c),再通过公式:CTOD_c=(1—γ~2)K_(IC)~2/λEσ_v)算出各时效状态的K_(IC)。为了对比和验证CTOD_C的准确性,本文还采用直流电位法监测开裂点测定了临界裂纹尖端张开位移δi。两种方法所得数据相近,反映的规律相同,即峰值时效的断裂韧性最低,在相同屈服强度下,欠时效的断裂韧性高于过时效的。     

奥地利有色金属公司德国轧制公司引进1台80MN预拉伸机

<正>奥地利有色金属公司(Amag)是世界12个主要铝合金厚板生产企北之一,2012年与意大利丹涅利(Danieli)公司签订了购买1台铝厚板预拉伸机的合同,2014年交货,2015年投产。其基本技术参数如下:最大拉伸力/MN 80设计生产能力/(k t?a"1)2 5可拉伸板材厚度/mm 25~152.4板材最大宽度/mm 2 300可拉伸合金系2 x x x5 x x x x x x7 x x x     

厚度与分层耦合效应对X60管线钢断裂韧性的影响

通过对厚度分别为3,6,9,12和15mm的CT试样的断裂韧性实验和微观断口分析,研究了X60高韧性管线钢的断裂韧性和裂纹扩展阻力曲线的厚度与分层裂纹耦合效应,结果表明,分层裂纹与厚度方向的离面应力存在约束互相作用,厚度增加,分层开裂加剧,局部有效厚度并未增加,导致断裂过程中裂纹端部的一三维应力约束总是近平面应力的低约束状态,表观断裂韧性不随厚度变化,在有分层裂纹出现时,无法靠增加试样厚度获得材料的平面应变断裂韧性,由于分层与厚度的耦合作用与裂纹扩展方向与厚度方向的相对方位密切相关,应用穿透裂纹的表观断裂韧性数据进行管道结构的安全评定并不完全可靠,研究还表明,塑 性区修正的有效应力强度因子与弹塑性J积分参量在失稳扩展前保持良好的等效性。     

轨钢K_(IC)测试中早期pop-in出现原因的探讨

一、前言在PD_1钢轨断裂韧性测试中,发现约50％试样出现pop-in现象,同时在所试验过的几种试样尺寸(29×58×250、26×36×180、25×30×150、20×24×110、14×28×125mm)出现几率几乎相同,出现pop-in的试样的K_(IC)值(对应P_(pop-1a))比正常K_(IC)值约低10MN/m~(2~3)。为了评价轨钢的断裂韧性,对出现pop-in现象的原因进行了初步探讨。二、试验概况试验用钢均取自于正常生产工艺条件下,即轧后缓冷十一次矫直的成品轨轨头     

钢轨钢断裂韧性值的统计分析

根据几年来对PD_1钢轨钢在各种工艺条件下的断裂韧性值的测试,发现由于出现早期“PoP—in”现象而引起K_(IC)值的严重分散性,其实测K_(IC)值偏差达10MN/m~(3/2)左右。因此给对PD_1钢轨钢的断裂韧性值的评价带来一定困难。基于K_(IC)值的统计分布曲线的测定和分析及较多的实测数据验证,认为用同种工艺条件下同一取样方法的同一尺寸试样在相同的测试条件测得的K_(IC)值遵循正态分布。因此提出可采取不考虑“PoP—in”出现与否的差别,对有效的K_(IC)值取其平均值为材料的K_(IC)值,取其标准误差来表示K_(IC)值的波动范围的方法来处理这类材料的断裂韧性值的评价。     

中国从达涅利公司引进2台厚板拉抻机

<正>近些年来,中国从意大利达涅利公司引进2台铝厚板拉伸机,一台是大连汇程铝业公司(Dalian huicheng Aluminium Com.,Ltd.)的60MN拉伸机,2011年签订购买合同,2013年投产;另一台是哈尔滨东北轻合金有限责任公司(NELA)引进的85MN挤伸机,2014年签署订合同,要以拉伸板材的最大厚度170mm、最大宽度3750mm。     

中国从达涅利公司引进2台厚板拉伸机

<正>近些年来,中国从意大利达涅利公司引进2台铝厚板拉伸机,一台是大连汇程铝业公司(Dalian Huicheng Aluminum Com.,Ltd.)的60 MN拉伸机,2011年签订购买合同,2013年投产;另一台是哈尔滨东北轻合金有限责任公司(NELA)引进的85 MN拉伸机,2014年签署订购合同,可以拉伸板材的最大厚度170 mm、最大宽度3 750 mm。     

刚性对接裂纹试件和VRC试件拘束度有限元模拟

采用有限元方法研究了试件尺寸对刚性对接裂纹试件和可变拘束裂纹试件拘束度的影响规律.结果表明,两种试件的拘束度均随着厚度的增加而增大,随着厚度由20 mm增加至50 mm,刚性对接裂纹试件中心拘束度由14.87 kN/（mm·mm）增加至20.72 kN/（mm·mm）,可变拘束裂纹试件中心拘束度由10.46 kN/（mm·mm）增加至16.23 kN/（mm·mm）;对于40 mm厚的刚性对接裂纹试件,其拘束试件宽度由125 mm增加至275 mm时,试件的拘束度下降,但拘束试件宽度继续增加,试件的拘束度不再发生显著变化;对于40 mm厚可变拘束裂纹试件,随着拘束试件宽度由125 mm增加至575 mm,其拘束度呈连续下降趋势.     

蛇形轧制对Al-Cu-Mg合金板材强韧性能及微观组织的影响

基于实验室自制蛇形轧制装置,采用室温拉伸、Kahn撕裂、电子背散射衍射(EBSD)等测试方法对比研究蛇形轧制非对称工艺参数对Al-Cu-Mg合金轧制板材的室温强度、断裂韧性和显微组织的影响。结果表明:合理的蛇形轧制工艺在能够使Al-Cu-Mg合金板材保持强度性能的同时,显著提升其断裂韧性。当偏移量相同时,蛇形轧制板材的强度性能随着异速比增加而提高,但伸长率和断裂韧性降低;当异速比相同时,随着偏移量增加,蛇形轧制板材强度降低,伸长率和断裂韧性明显升高。在偏移量10mm且异速比为1.1的条件下,蛇形轧制试样裂纹单位形核能提升高14%~36%。这是由于蛇形轧制能够增强Al-Cu-Mg合金板材Cube织构并减弱Brass织构,形成具有更高裂纹扩展阻力的织构组态所致。     

2A97铝-锂合金薄板搅拌摩擦焊接接头组织特征及疲劳损伤特性

测试了搅拌摩擦焊接后2A97铝-锂合金薄板沿焊缝中心线以及垂直于焊缝方向的疲劳裂纹扩展速率,并且采用金相显微镜、扫描电镜、EBSD设备对焊缝组织特征以及断口形貌进行了观察。结果表明,搅拌摩擦焊后,无论是垂直焊缝还是沿焊缝宽度中线,疲劳裂纹的扩展方向都与预制裂纹方向一致,没有发生显著改变;与母材相比,搅拌摩擦焊接后两种类型的试样在稳态扩展区间内的扩展速率与母材的相当,但进入失稳扩展阶段的应力强度因子范围△K值较低,△K值分别为:母材,33.2 MPa·m~(1/2);裂纹平行焊缝试样,20.3 MPa·m~(1/2);裂纹垂直焊缝试样,22.3MPa·m~(1/2)。搅拌摩擦焊接过程中带来的组织改变是导致耐损伤性能恶化的主要原因。     

微桥法基体裂纹的线性模型及薄膜断裂应变测试

薄膜断裂韧性测试方法的有效性取决于薄膜断裂应力和应变的精确测量。采用高分辨扫描电镜对微桥法单晶硅片基体紧凑拉伸测试样品在测试过程中的基体裂纹张开量进行考察,发现基体裂纹尾部张开量(δ_(s1))在9～35μm的范围内,与止裂孔边缘基体裂纹张开量(δ_(s2))存在良好的线性关系。该试验结果表明存在一个位置恒定不变的虚拟裂纹尖端,使得基体裂纹张开量遵循线性关系。基于该基体裂纹张开量的线性模型,可通过基体裂纹尾部张开量δ_(s1)的测量来间接获得薄膜的拉伸应变,进而计算薄膜在单轴拉伸和弯矩作用下的断裂韧性。对CuZr非晶合金薄膜的标准化测试结果表明,薄膜断裂韧性KIC在1.08～1.70 MPa·m~(1/2)的范围内变化,且与薄膜预制裂纹长度a/W存在一定的相关性,可能与非晶合金薄膜的应变软化机制有关。     

Ti5321钛合金BASCA处理不同冷却速度下的片层形态和性能研究（英文）

为了研究冷却速度对新型高强韧钛合金Ti5321显微组织和力学性能的影响,研究了Ti5321合金在不同β固溶缓冷时效处理(BASCA)处理后的组织和力学性能。结果表明,Ti5321合金β区固溶后缓慢冷却过程中冷却速率对α片层尺寸有决定性影响。片层尺寸随着冷却速率的减小而增大,片层在长度方向的生长速率远快于厚度方向。同时,随着冷却速度的降低,合金的强度降低。但损伤容限特性显示出强度的反向趋势。当冷却速度为0.5℃/min时,合金抗拉强度超过1200 MPa、同时具有良好的断裂韧性(K_(IC)_≥65 MPa·m~(1/2))。     

φ210/φ550×750mm四辊铝带精轧机投产

由西安重型机械研究所设计、西安冶金机械厂制造的φ210/φ550×750mm四辊铝带精轧机在上海铝材二厂投产,并于1992年5月通过验收。 1 技术特性轧制材质 3004 σ_S=390N/mm~2 δ=4％坯料规格最大厚度 2.5±0.05～0.08mm 宽度范围 300～520mm 成品规格最大厚度 0.3±0.01mm 宽度范围 300～520mm 卷重 500kg 最大轧制压力 2800kN 机组速度 2.5m/s     

生长速率对定向凝固NiAl-43V过共晶合金组织演变和室温断裂韧性的影响

采用高温度梯度液态金属冷却技术(LMC)制备了Ni-28.5Al-43V(at%)过共晶合金,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和三点弯曲(3PB)测试对合金的组织演变和断裂韧性进行了研究。在温度梯度G_L=310 K/cm,生长速率V=6～150μm/s的实验条件下,NiAl-43V的凝固组织均为初生V枝晶+共晶组织(NiAl片层+V片层)。硬度测试表明初生V枝晶的硬度高于共晶相的硬度。断裂韧性测试表明NiAl-43V过共晶合金最大室温断裂韧性相比NiAl合金提高了4倍。随着生长速率的增大,室温断裂韧性从6μm/s的22.679 MPa·m~(1/2)逐渐下降到150μm/s的18.422 MPa·m~(1/2)。这是因为生长速率增大产生的细晶强化效应弱于初生V枝晶和胞间区域的增加对断裂韧性产生的不良影响。合金的断口形貌分析表明合金断裂为准解理断裂,在裂纹扩展中裂纹钝化、裂纹再形核、裂纹偏转、界面剥离、裂纹桥接和微裂纹键合韧化机制对提高NiAl-43V合金的室温断裂韧性做出了贡献。初生V枝晶的析出一定程度降低了合金的断裂韧性。     

韧带全面屈服之后的裂纹顶端断裂应力

本工作在-100℃—室温的温度范围内验证了最大切应力断裂判据对于延性断裂是适用的。利用此判据和裂纹顶端临界断裂应力(σ_(yy))_c与温度基本无关的期律可以定性地解释J_c和δ_(p,c)对温度的关系。试验还表明平均断裂强度基本上与试样几何和缺口顶端曲率半径无关。     

天津忠旺铝业公司预拉伸机试车成功

正天津忠旺铝业公司的100 MN厚板预拉伸机于2015年12月中旬一次试车成功,是从德国西马克集团梅尔公司(SMS Meer)引进的,最大拉伸力100 MN,拉伸率0.1%~4.0%,可拉伸铝合金板厚度6 mm~260 mm,可拉伸板材最小宽度1 000 mm,可拉伸板材最大宽度4 300 mm。