45钢连铸坯和轧材低倍试片上内部裂纹的研究

在工艺条件不适当时,45钢连铸坯在高温下会产生内部裂纹,当压延比近于4时,裂纹即可焊合。而富集在裂纹上的夹杂物和偏析元素,则被变形并沿轧制方向分散。当这种分散程度不太大时,酸洗后会在那里腐蚀出和裂纹形状相似的沟槽。这种缺陷对纵向力学性能没有影响,但使横向的塑性下降。     

C-Mn钢焊接接头的解理断裂行为的研究

测定不同φ（焊缝）的C－Mn钢焊接接头Charpy-V冲击试样、COD裂纹试样的低温断裂参量，φ（焊缝）小于一定值时，解理裂纹起裂于母材各区，韧性用σf/σy较小的分散带表征；当φ（焊缝）大于一定值时，解理裂纹起到焊缝粗晶区，韧性用相应的σf/σy较窄的分散带表征。焊接接头的解理断裂由脆性相开裂形成微裂纹，在外加主应力达到解理断裂应力σf时导致解理断裂。     

IN SITU TEM STUDY OF DISLOCATION EMISSION AND MICROCRACK NUCLEATION FOR α-Ti AFTER ADSORBING Hg

用自制的恒位移加载台,在ＴＥＭ中原位观察了α－Ｔｉ在Ｈｇ蒸汽中放置前后加载裂纹前端位错组态的变化以及脆性微裂纹的形核和扩展。并和α－Ｔｉ在ＴＥＭ中原位伸的结果进行了比较。结果表明：加载裂纹吸附Ｈｇ原子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。     

ON THE THRESHOLD VALUE ΔK_(th) OF RARE EARTH-MAGNESIUM DUCTILE IRON

测定了各类球墨铸铁在低应力下疲劳裂纹扩展界限应力强度因子△K_(th)值,肯定了球铁是存在ΔK_(th)值的。ΔK_(th)值随着基体中珠光体量、磷含量的增加而降低。铁型复砂铸造工艺、气体软氮化表面强化工艺能在一定程度上提高球墨铸铁的ΔK_(th)值。 当疲劳应力较低时,裂纹前缘的石墨球的钝化作用使球墨铸铁的ΔK_(th)值比一般结构钢高;当应力接近裂纹失稳扩展临界值时,石墨球的应力集中作用降低了基体抵抗裂纹扩展的阻力,从而使球墨铸铁的断裂韧性值低于一般结构钢。 球铁的σ_(-1)值主要描述裂纹萌生所需能量,决定于基体的强度;而ΔK_(th)值则描述裂纹扩展所需能量,依赖于基体的韧性。不同基体组织对二者的影响截然不同,在选材时应考虑二者的综合影响。     

超细晶粒对铝合金性能的影响

判断材料可靠性的标准是"安全损伤容限",即材料可保证含损伤(裂纹)零部件安全使用的能力.在这种情况下,关键的问题是材料的CPT(抗裂纹扩展性).当裂纹能被发现、测量并与其临界尺寸接近时,可沿用同样的途径进行处理.若不存在这种可能性时,保证"安全系数",即判断材料的C3T(抗裂纹形成性),就成为可靠性的一般标准.     

文摘

<正> 采用曼内斯曼穿孔机穿孔,毛管内表面产生有呈螺旋分布的半圆环状裂纹,严重影响成材率和生产率的提高。对此,日本川崎制铁公司钢铁研究所对裂纹缺陷产生机理进行了模拟试验,试验采用焊接热循环试验,使用SUS 316L不锈钢管坯。当压缩率为90％、加热温度高于1300℃时,金属塑性处于零塑性区。毛管穿孔采用的是简化二次元对称轴热传导解析模型,模拟出材料、轧辊、顶头温度曲线。当毛管内表面温度超过1300℃以上时,毛管内表面产生裂纹,这种裂纹属于晶间裂纹。     

奥氏体不锈钢热变形过程中的裂纹敏感性评价方法

在热模拟试验机上采用变截面试样进行高温拉伸试验,评价了304奥氏体不锈钢铸坯的裂纹敏感性。结果表明:该不锈钢产生裂纹最敏感的温度区间为1000~1150℃,这与采用常规的应变—断裂(STF)方法测定的焊缝裂纹最敏感的温度区间相同,只是测定的产生裂纹的临界应变量较小。同时,利用这种方法测量产生裂纹的临界应力,当变形温度低于1000℃左右时临界应力随温度的下降而快速上升,在较高温度区间其随温度的升高而缓慢下降。分析认为,在奥氏体不锈钢铸坯的热变形过程中,流变应力是产生裂纹的重要因素,当流变应力超过临界应力时,将出现裂纹。     

珠光体裂纹萌生与扩展的TEM原位观察

在透射电镜中进行动态拉伸原位观察珠光体裂纹萌生与扩展的微观过程。结果表明：珠光体裂纹萌生与扩展方式取决于珠光体层片和拉伸轴的位向关系。当珠光体层片平行于拉伸轴时，裂纹在渗碳体和铁素体中交替萌生，垂直于层片扩展；当珠光体层片垂直于拉伸轴时，裂纹在铁素体中萌生，平行于层片扩展；当珠光体层片与拉伸轴斜交时，裂纹通过渗碳体和铁素体交替断裂而扩展；裂纹也可以在珠光体团边界萌生和扩展。     

石墨形态和基体组织对铸铁断裂过程的影响

研究了石墨片混乱度Ｓ＝０的Ｆｅ－Ｃ合金和球墨铸铁在不同受力状态下的裂纹扩展现象，以及基体组织对断裂形貌的影响，试验发现：当裂纹遇到与其平行的片状石墨时，裂纹将在石墨内部以（０００１）面之间的解理而扩展；当裂纹遇到与其垂直的片状石墨时，裂纹将沿石墨／基体界面处扩展，也即界面的脱粘；当裂纹遇到球状石墨时，裂纹主要的二次石墨中前进，裂纹在铁素体－下贝氏体中以在铁素体中的扩展为主。     

ON THE VOID GROWTH OF C-Mn STRUCTURAL STEEL DURING PLASTIC DEFORMATION——Ductile Fracture Mechanisms in a Structural Steel (Ⅱ)

在试验分析的基础上,本研究提出了一种程序,以建立C-Mn结构钢在韧性断裂过程中的空穴增长与塑性应变及三轴应力状态之间的关系,并确定了空穴增长系数。由光滑拉伸试样和预制裂纹侧槽三点弯曲试样试验所确定的空穴增长系数,可能适宜较宽的试样拘束变化范围。空穴增长的实验关系式表明,当三轴应力状态(σm/(?))约大于1.2时,在该结构钢中的实际空穴增长速率低于由Rice-Tracey理论所确定的空穴增长速率,然而当三轴应力状态(σm/(?))约小于1.2时,由Rice-Tracey理论所确定的空穴增长表现为对实际材料中的空穴增长估计略为不足。另外,根据实验空穴增长研究,对预制裂纹侧槽三点弯曲试样在韧性起裂时钝化裂纹前端的塑性应变、相对空穴体积和应力状态三轴性的变化进行了测量和估计。     

超声源的位置对激发裂纹热成像的影响

超声激发裂纹热成像是针对表面和亚表面裂纹及缺陷的无损评价和检测新技术。由于在强超声脉冲作用下,裂纹两边缘的振动幅度和相位不同而使裂纹区域温度升高。试验中观察到当超声源激发的位置改变时,裂纹区域的温度升高（加热）明显不同。根据超声在板中的传播理论,提出了一个理论模型来计算裂纹两边缘的振动。计算中考虑了多个谐波成分的传播,得到裂纹两边缘振动之间的振幅和相位差。这种差异与超声源和裂纹之间的相对方位和距离有关,而且引起裂纹区域不同的温度上升。最后,对结果进行了分析和讨论,理论计算与试验测量相符。     

难溶结晶相对7020铝合金型材疲劳行为的影响EI北大核心CSCD

采用疲劳强度及裂纹扩展测试、扫描电镜和电子背散射衍射等方法研究难溶结晶相分布特征对7020铝合金型材疲劳行为的影响。结果表明:合金中直径小于2μm的难溶结晶相占比较大,且数量较多;当直径大于4μm的难溶结晶相较少时,疲劳强度可达113.3 MPa,比含较多大尺寸难溶结晶相的合金疲劳强度高16.4%。当应力强度因子ΔK=10 MPa·m1/2时,含较多大尺寸难溶结晶相比含密集且细小的合金裂纹扩展速率快21.0%。直径在3~17μm的粗大难溶结晶相在疲劳循环中因自身开裂或与基体界面脱粘而易形成裂纹源,其中直径在3~7μm之间的难溶结晶相加速疲劳裂纹扩展的频率最高。尺寸细小的难溶结晶相能均匀分散应力,增加裂纹断面粗糙度,提高合金疲劳性能。难溶结晶相也能影响合金再结晶程度和晶界特征,再结晶分数和大角度晶界降低时可以提高疲劳裂纹扩展抗力。     

硫和溶解氧含量对低合金钢高温高压水腐蚀疲劳性能的影响

试验研究了轻水堆核电站压力容器用低合金钢A533B在模拟核电高温高压水环境下的低周疲劳行为,具体为钢中硫含量和高温水中的溶解氧含量对钢疲劳寿命的影响和裂纹的萌生行为。结果表明,当硫含量小于0.015%(质量分数,下同),疲劳寿命随着硫含量的增加呈幂函数下降,当硫含量大于0.015%时,寿命趋于饱和;当硫含量较高时,疲劳裂纹为多裂纹源萌生,并且裂纹主要萌生于表面或者近表面含硫夹杂物;当溶解氧含量在0.05 mg/L至0.5 mg/L之间时,疲劳寿命随溶解氧的增加呈幂函数降低,当溶解氧含量大于0.5 mg/L和小于0.05 mg/L时,疲劳寿命趋于饱和;当溶解氧含量较高时,裂纹主要萌生于样品表面的点蚀坑;低溶解氧时,样品表面的腐蚀产物以Fe3O4为主,高溶解氧时腐蚀产物以Fe2O3为主。     

新结构液压机

当在压机上进行较大压缩量的锻造时,或者锻造的材质较脆时,用一般的方法进行锻造不可能不迂到困难,例如在坯料的边缘产生裂纹。现介绍一种新型压机,该压机有一高压室,坯料放置在高压室内,使坯料的自由表面承受着几千巴的静液压力,在这种条件下进行锻造可避免出现裂纹。     

核能发电机冷却水管用镍铬双相不锈钢的裂纹产生机制研究

对核能发电机冷却水管用镍铬不锈钢中相界裂纹的萌生和扩展进行研究。采用扫描电镜进行原位拉伸实验,观察此类不锈钢在拉伸过程中的组织变化,以及裂纹的萌生和扩展,分析拉伸断口形貌。结果表明,原位拉伸中,裂纹首先产生在有杂质粒子和相界的位置。当奥氏体和铁素体相界与拉伸方向平行时,微裂纹在相界产生,并沿垂直界面方向扩大:当相界与拉伸方向垂直时,微裂纹沿着相界扩大。     

Si元素含量对5A06/2219异种铝合金焊接裂纹的影响

采用具有不同Si含量的1070,4043和4047三种焊丝对5A06/2219铝合金进行了焊接,对比了不同焊丝条件下的裂纹倾向性。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱分析(EDS)对不同Si含量的异种铝合金焊接接头的显微组织及裂纹断口进行了观察,并对异种铝合金焊接裂纹萌生机理进行了讨论。结果表明,当采用Si含量较高的4047焊丝进行焊接时,5A06/2219异种铝合金焊接接头无明显焊接裂纹;当采用1070进行焊接时,焊接裂纹出现在近2219侧的焊缝;当采用4047进行焊接时,焊接裂纹出现在近焊缝中心位置。通过对裂纹断口进行观察可知,焊接裂纹均属于典型的结晶裂纹,晶界析出的低熔点共晶Al2Cu是产生结晶裂纹的主要原因。     

钢在H_2S中的应力腐蚀机构

用抛光的 WOL 型恒位移试样跟踪观察了各种低合金钢在 H_2S 中应力腐蚀裂纹产生和扩展的规律。结果表明,当钢的强度和 K_I 均大于临界值之后,在裂纹前端将会发生滞后塑性变形,即裂纹前端塑性区的大小及其变形量将随时间延长而逐渐增加,当这种滞后塑性变形发展到临界状态时就会导致应力腐蚀裂纹的产生和扩展。对超高强钢来说,当这个滞后塑性区闭合后应力腐蚀裂纹就在其端点形核,随着滞后塑性变形的发展,这些不连续的应力腐蚀裂纹逐渐长大并互相连接。对强度较低的钢,随滞后塑性变形的发展,应力腐蚀裂纹沿着滞后塑性区边界向前扩展。已经证明这个滞后塑性变形是由氢引起的,称作氢致滞后塑性变形。利用 WO 型试样测量了在 H_2S 气体以及 H_2S 饱和水溶液中的 K_(ISCC)和 da/dt,研究了它们随强度变化的规律,以及阴极极化和阳极极化对超高强钢 K_(ISCC)和 da/dt 的影响。     

团聚颗粒对SiC/AZ91D复合材料裂纹萌生和扩展行为影响的研究

基于复合材料真实微观结构,在颗粒与基体界面引入内聚力单元,建立了4种不同颗粒团聚分布的有限元模型(均匀分布、三处团聚、两处团聚和一处团聚),研究了颗粒团聚对SiC/AZ91D复合材料裂纹萌生和扩展机制的影响。结果表明:当裂纹萌芽时,应力在基体中分布很不均匀,最大应力值出现在颗粒群尖角处,颗粒团聚程度越严重,裂纹萌生最大应力值越大;当裂纹扩展时,颗粒团聚程度越严重,基体内最大应力值越大,裂纹扩展程度越高;当裂纹完全断裂时,随着颗粒团聚程度的加剧,颗粒应力最大值逐渐增加,而基体应力最大值变化不大。颗粒团聚加速裂纹萌生扩展过程,颗粒应均匀分布于基体中。复合材料裂纹萌生扩展机制是由于SiC颗粒群边界和尖角处应力集中严重,导致基体损伤,萌生微裂纹,微裂纹沿着切应力最大方向扩展汇集成主裂纹。     

SiC晶须有序添加角度对Si3N4基体陶瓷的增韧效应

对晶须添加的方向角效应进行了研究,对裂纹尖端后方晶须桥连角度引起的应力重新分布进行了有限元分析,得到晶须添加角度不同时Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料的裂纹尖端和晶须附近区域的应力应变场。分析表明,试件在Ⅰ型加载受力状态下,当添加晶须的轴向垂直于裂纹面时,晶须在裂纹尖端后的桥接所引起的能量耗散作用最大,添加效果最优,使材料达到较好的增韧效果。当添加晶须与裂纹面法向形成角度θ时,随角度θ的增加,裂纹尖端拉应力增加     

可再分散乳胶粉对粉煤灰铸造涂料性能的影响

试验研究了可再分散乳胶粉的加入量在0.2%~1.8%范围内变化时,其对粉煤灰铸造涂料的密度、悬浮性、条件粘度、渗透性、涂层耐磨性和暴热抗裂纹性等的影响。结果显示:随着涂料中可再分散乳胶粉量的增加,悬浮性先增加,后趋于平缓;粘度逐渐增加,涂层耐磨性变好,但是涂料的渗透性和暴热抗裂纹性逐渐变差。