挤压变形AZ81镁合金的疲劳变形与断裂行为

研究镁合金的疲劳行为,可为镁合金的抗疲劳设计和合理使用提供可靠的理论依据.通过总应变幅控制的疲劳实验和断口形貌分析,确定了挤压变形AZ81镁合金的循环应力响应行为、疲劳寿命行为和断裂机制.结果表明：在应变控制的疲劳加载条件下,挤压变形AZ81镁合金呈现明显的循环应变硬化,其弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述,得到了拉伸滞后能的理论计算值与应变疲劳寿命之间呈线性关系、疲劳裂纹的萌生和扩展均以穿晶模式进行的结论.     

镍基高温合金GH4049的高温低周疲劳行为

研究了锻造镍基高温合金在500—800℃温度范围内的循环应力响应和疲劳寿命行为．结果表明，在各种温度和较高应变幅下，合金均呈现循环硬化；在相同应变范围下，合金的疲劳寿命随着试验温度的升高而降低．此外，利用扫描电子显微镜对疲劳试样的断口进行了分析．     

压铸态Mg8%Al-xNd合金的低周疲劳行为

为了确定稀土元素Nd对Mg8%Al系压铸镁合金低周疲劳行为的影响规律,在不同外加总应变幅下针对压铸态Mg8%Al-xNd进行了应变控制的室温疲劳试验.结果表明,低周疲劳加载条件下,压铸态Mg8%Al-xNd镁合金可表现为循环应变硬化和循环稳定,主要取决于外加总应变幅的高低以及Nd的质量分数;适量稀土元素Nd的添加可有效提高压铸态Mg 8%〖KG-*5〗Al系合金的疲劳寿命;压铸态Mg8%Al-xNd合金的弹性应变幅、塑性应变幅与疲劳断裂时载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin Manson公式描述.疲劳断口形貌观察结果表明,对于压铸态Mg8%Al-xNd合金,低周疲劳裂纹均是以穿晶方式萌生并以穿晶方式扩展的.     

稀土Gd对Mg-5Al系镁合金显微组织与疲劳性能的影响

为了确定稀土元素Gd和时效处理对Mg-5Al系压铸镁合金显微组织及疲劳性能的影响,通过低周疲劳实验对压铸态和时效态Mg-5Al-x Gd镁合金的显微组织和疲劳性能进行了表征.结果表明,提高压铸态和时效态Mg-5Al-x Gd镁合金中Gd的含量,可使镁合金的显微组织得到细化.在总应变幅控制的低周疲劳加载条件下,压铸态和时效态Mg-5Al-x Gd镁合金均呈现出循环硬化和循环稳定特征,时效处理可以提高Mg-5Al-x Gd压铸镁合金的循环变形抗力.对于压铸态镁合金而言,Gd含量为1%时镁合金的循环变形抗力高于Gd含量为2%和3%的镁合金,而对于时效态镁合金而言,Gd含量为1%和2%时镁合金的循环变形抗力均高于Gd含量为3%的镁合金.     

Incoloy 825镍基合金的低周疲劳行为

为了研究Incoloy 825镍基合金的循环应力响应行为和低周疲劳行为,在室温和760℃下进行外加总应变幅控制下的疲劳实验,确定了合金在不同温度下的应变疲劳参数.利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜分析了合金疲劳变形后的位错亚结构与断口形貌.结果表明,室温下合金呈现先循环硬化后循环软化的特征,而在760℃下合金则呈现先循环硬化后循环软化或循环稳定的特征.在不同温度下合金的塑性应变幅、弹性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间均呈现单斜率线性关系,并分别服从Coffin-Manson和Basquin公式.在室温和760℃下合金的低周疲劳变形机制主要为平面滑移,且疲劳裂纹均以穿晶方式萌生和扩展.     

热处理对挤压态6061铝合金低周疲劳行为的影响

为了确定固溶处理、时效处理及固溶+时效处理对挤压变形6061铝合金的疲劳变形行为和疲劳寿命的影响规律,针对不同处理状态的挤压变形6061铝合金进行了低周疲劳实验研究.结果表明,低周疲劳加载条件下,不同处理状态的挤压变形6061铝合金均呈现明显的循环应变硬化,且随着外加总应变幅的增加,循环应变硬化效果愈明显;在较高的外加总应变幅下,固溶态6061铝合金的疲劳寿命最长,而时效态6061铝合金的疲劳寿命最短,当外加总应变幅较低时,挤压态6061铝合金的疲劳寿命高于经过热处理的合金的疲劳寿命;此外,固溶处理可明显降低挤压变形6061铝合金的循环应变硬化指数和循环强度系数.     

Inconel 625合金的室温低周疲劳与断裂行为

为了对Inconel 625合金构件的抗疲劳设计提供可靠的理论依据,在室温下对Inconel 625合金进行了轴向总应变幅控制的低周疲劳实验,分析了室温下合金的应变疲劳寿命和循环应力应变数据,进而给出了合金的应变疲劳参数.采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对Inconel 625合金试样进行了断口形貌分析和微观组织观察.结果表明,Inconel 625合金在室温下的弹性应变幅和塑性应变幅与载荷反向周次的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述.在室温疲劳变形过程中,Inconel 625合金会发生循环硬化和循环软化.合金的低周疲劳裂纹以穿晶方式萌生于疲劳试样的自由表面,并以穿晶方式扩展.     

Q345B母材及其焊接接头的低周疲劳行为

对Q345B及其光滑焊接接头的低周疲劳行为进行了试验研究.采用轴向对称应变控制方法,保持恒定应变速率为0.005 s-1,在0.3％～0.7％的应变范围内,在电液伺服疲劳试验机上测定了Q345B及其光滑焊接接头的低周循环应力响应特征、应变-寿命、应变-能量关系,并进行了对比分析.结果显示,Q345B母材在应变幅度低于和高于0.4％时分别呈现明显的循环软化和硬化现象,而焊接接头出现显著的硬化现象.与母材相比,焊接接头的低周转变寿命、疲劳强度和疲劳寿命明显减小.通过试验数据确定了Q345母材及其焊接接头Coflin-Manson关系的合理参数,建立了应变幅度-疲劳寿命及能量-寿命关系式.力学不均匀性引起的循环硬化趋势增加是导致焊接接头低周疲劳性能减低的主要原因.     

2Cr－1Mo高温低周疲劳及温度影响系数

通过Ｃｒ－１Ｍｏ钢高温低周疲劳试验，提出温度影响系数．温度影响系数与应力幅大小无关，只与温度的高低有关．同时论证了英国ＢＳ．５５００规范关于疲劳曲线的温度修正用弹性模量的比来修正的可行性．可对Ｃｒ－１Ｍｏ钢疲劳寿命估算提供依据．     

Sc对金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金疲劳行为的影响

为了确定稀土元素Sc对金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金低周疲劳行为的影响规律,针对含Sc和不含Sc的金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金的低周疲劳行为进行了对比研究.结果表明,当外加总应变幅较高时,金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金和Al-Si-Cu-Mg-Sc合金均呈现循环应变硬化现象,而在低的外加总应变幅下,稀土元素Sc对合金的循环应力响应行为产生较大影响,其中Al-Si-Cu-Mg合金在疲劳变形初期表现为循环应变硬化,在疲劳变形后期则表现为循环稳定,而Al-Si-Cu-Mg-Sc合金在整个疲劳变形期间均发生循环应变硬化.此外,稀土元素Sc的加入可以有效提高金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金的循环变形抗力和低周疲劳寿命.     

Mg-A1-Zn合金的成分、组织与性能的关系研究

在ZM5镁合金的基础上,添加部分Zn元素和少量Ag元素,研究了新合金与ZM5合金组织及性能的差异,探讨固溶和时效处理对Mg-Al-Zn合金中组织演变的影响以及组织与性能之间的关系.结果表明:在ZM5合金中添加Zn能较为明显地增加合金中的γ(Mg17Al12)相的数量,且使之变得较为粗大,片层的取向也显得比较复杂多样,而且合金在T4(固溶)和T6(固溶 时效)状态下的屈强比也有较为明显的提高,而延伸率降低;热处理状态对Mg-Al-Zn合金的显微组织有明显的影响;固溶处理后的时效处理能明显提高Mg-Al-Zn合金屈强比;分布在基体晶界处的γ相的数量、大小和形态与合金的拉伸性能有着密切的关系.     

时效态Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金的组织与疲劳性能

为了研究时效处理对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金的组织与疲劳性能的影响,利用透射电子显微镜对合金的显微组织进行了观察分析,并针对不同时效状态的合金进行了低周疲劳实验.结果表明,经过150℃×6 h时效处理后,合金晶内析出相较少,晶界无析出相;经过150℃×36 h时效处理后,合金晶内析出相较为细小,并呈弥散分布,同时晶界析出断续分布的平衡相,并存在晶界无析出带;经过150℃×48 h时效处理后,合金的析出相均已长大,且晶界无析出带发生宽化.经过150℃×36 h时效处理后的合金,表现出了较高的循环变形抗力与较长的低周疲劳寿命;不同时效状态合金的塑性应变幅、弹性应变幅与载荷反向周次之间,以及循环应力幅与塑性应变幅之间均呈线性关系.     

预应变亚稳态奥氏体不锈钢（S30408）深冷低周疲劳性能

为了研究冷成形和温成形对深冷容器低周疲劳性能的影响,通过液氮温度（77 K）下的拉伸试验和低周疲劳试验,分析预应变（0和0.35）和预应变温度（293 K和363 K）对亚稳态奥氏体不锈钢（S30408）深冷低周疲劳性能的影响机制. 0.35预应变使试样内部位错密度增加和产生强化相体心立方马氏体,与母材试样相比,293 K预应变试样初始循环应力幅增大,疲劳辉纹宽度减小,深冷低周疲劳寿命增加显著. 随着预应变温度由293 K升高到363 K,奥氏体相稳定性增加,马氏体相变受到抑制,初始循环应力幅减小,疲劳辉纹宽度增大,预应变对深冷低周疲劳寿命的增益作用减弱. 总体来看,0.35预应变对S30408深冷低周疲劳性能有明显增益作用,但增益程度受预应变温度的限制.     

深冷、固溶和时效处理对真空压铸铝合金摩擦磨损性能的影响

为提升真空压铸铝合金的力学性能及耐磨性,借助场发射扫描电镜和电子万能拉伸试验机等技术,系统研究了深冷+低温短时固溶+低温时效的处理工艺对真空压铸铝合金微观组织和摩擦磨损性能的影响. 结果表明：经过深冷+低温固溶时效处理后,合金的组织结构相更加均匀,共晶Si相圆整度明显提高,长针状的Al₅FeSi相棱角钝化,大大降低了对铝基体的割裂作用. 此时,合金的硬度提高至124.6 HV,抗拉强度提升至249.5 MPa,伸长率提高至7.72%. 深冷+低温固溶时效态合金的摩擦磨损性能得到显著提高,在不同的载荷下,深冷固溶时效态试样的犁沟最浅,剥落区相对最少,表现出更优异的耐磨性能.