“三”与“二”——丰富多彩与多变创新

本文从材料学方法论角度论述了我国数词“三”的丰富多彩及“二”的多变创新     

无宏观缺陷的水泥基复合材料

本文对无宏观缺陷(Macro-Defect-Free MDF)的水泥基复合材料进行了研究。在改变不同水灰比及不同添加剂含量的条件下,对各类试样的主要力学性能进行了测定。结果表明,只有当水、灰及添加剂的含量控制在适当配比时,才能获得最佳的力学性能。MDF 水泥的抗弯强度比普通水泥的强度提高约10—20倍。还采用扫描电镜观察了微观组织的孔隙尺寸、孔隙密度以及试样的断口形貌。对不同情况下的孔隙率和孔隙尺寸对力学性能的影响以及添加剂的作用机理进行了讨论。     

氢对铜电化学行为和NaNO2溶液应力腐蚀的影响

纯铜充氢后并不改变组织结构和晶粒大。而且抗拉强度、延伸率和面缩率也不变化,这表明铜没有氢脆。在NaNO₂溶液中,氢使纯铜的腐蚀电位、反应电阻降低,使应力腐蚀开裂敏感性升高,断口形貌不发生变化。     

Fe_3Al基合金的热加工工艺合金比及力学性能研究

研究了Ｆｅ３Ａｌ基合金的热加工工艺、合金化以及室温和中温抗拉性能并获得了具有较好室温和中温力学性能的合金。     

氢在铁中偏克原子应变场的测定

利用特殊的四边形夹具可分别施加等值的拉、压载荷,同时测出拉、压应力引起的相对稳态氢渗透通量的变化就可求出氢的应变场。结果表明,氢在铁中的应变场是非球对称的,且;ε₁>0,ε₂=ε₃<0。
实验表明,氢的表观偏克原子应变场和表观偏克原子体积均随体内氢浓度的增加而下降。用最小二乘法可获得氢浓度趋于零时的真实值,分别为ε₁=0.37,ε₂=ε₃=-0.11,V_H=2.49cm³/mol。实验还表明,外加应力大小对应变场没有影响。     

低合金钢水介质中的应力腐蚀机构

用抛光的恒位移试样对不同钢种、不同强度的高强钢在水介质中应力腐蚀裂纹的产生和扩展进行了金相跟踪观察。结果表明:超高强钢(σ_b ≥ 160公斤/毫米²的30CrMnSiNi₂A,ZG-18铸钢)应力腐蚀时,裂纹前端塑性区逐渐扩大,闭合后形成不连续裂纹,以后随塑性区中变形量增大主裂纹扩展並与新裂纹相连。当强度降低时,(σ_b ≤ 138公斤/毫米²的30CrMnSiNi₂A,40CrNiMoA,30CrMnSiA)塑性区随时间增大,但不闭合,随其变形量增大,原裂纹沿弹塑性边界向前扩展。强度更低(σ_b<110公斤/毫米²的30CrKnSiNi₂A,σ_b ≤ 120公斤/毫米²的40CrNiMoA)塑性区不增大,裂纹也不扩展。
同样试样在电解充氢条件或干氢条件下,加载裂纹前端同样能产生滞后塑性变形,而且裂纹产生和扩展的情况完全和水介质中类似。由此可知,裂纹前端滞后塑性变形是由氢引起的。
高强钢或超高强钢在水介质中应力腐蚀的机构如下:阴极放氢,它进入裂纹前端引起滞后塑性变形,从而导致裂纹的产生和扩展。     

高强度钢水介质应力腐蚀研究

本文对应力腐蚀试验的WoL型恒位移试样作了评述。并用它测最了四种高强度钢(30CrMnSiNi₂A、30CrMnSiA、40CrNiMo、ZG-18铸钢)在水介质中的止裂K_ISCC以及da/dt。对其中的30CrMnSiNi₂A钢研究了热处理工艺对K_ISCC、da/dt的影响,同时探讨了强度和组织的作用。结果表明,对同一类处理,随强度下降K_ISCC提高。在相同强度时,等温后回火组织的K_ISCC明显比马氏体组织和不回火贝氏体组织高得多。当强度σ_b ≤ 130~140公斤/毫米²时,裂纹扩展特征发生了变化,da/dt也大幅度下降。当σ_b<110公斤毫米²时在水介质中不再产生应力腐蚀裂纹。     

稀土元素对氢在铁中渗透过程的影响

本文用电化学方法研究了稀土元素Nd和La对工业纯铁中氢的渗透过程和扩散系数的影响。实验结果表明,随着铁中Nd或La含量的增加,氢的渗透过程减慢、扩散系数下降。固溶Nd和La原子是铁中氢的可逆浅陷井。固溶Nd原子与氢的结合能为4.4kcal/mol。当钕含量在0.082wt.%以下时,氢在铁中的扩散过程激活能为6.1kcal/mol。实验还测定了含Nd铁中氢的渗透过程激活能为8.7kcal/mol。     

CORROSION FATIGUE CRACK INITIATION IN A MODE Ⅱ NOTCH SPECIMEN

用有限元法通过J积分计算了Ⅱ型试样的应力场强度因子K_Ⅱ·在此基础上,用高强度钢40CrNiMoA Ⅱ型缺口试样研究了疲劳和腐蚀疲劳裂纹形核的规律,并探讨了氢的影响.结果表明,疲劳裂纹不在最大剪应力位置(θ=80°)形核,而是在最大正应力位置(θ=-110°)形核,裂纹取向和最大正应力垂直(α=-80°)。如充氢或在水中腐蚀疲劳,则裂纹形核位置和取向发生了改变,即θ=-85°,α=-55°。动态充氢使缺口形成疲劳裂纹的门槛值从28.8降为10.2MPa·m~(1/2).当△K_Ⅱ较低时,腐蚀疲劳裂纹沿晶形核,这和空气中疲劳时完全不同.     

氢对304不锈钢阳极行为的影响

<正> 虽然奥氏体不锈钢在42％MgCl_2沸腾溶液中的应力腐蚀并不是由氢致开裂引起的,但在应力腐蚀过程中生成的氢可以进入试样并可在裂纹前沿富集。为澄清进入试样的氢是否对阳极溶解过程产生促进作用,曾有人用失重法、晶间腐蚀和极化曲线变化等研究氢对阳极行为的影响,并得出氢促进阳极溶解的结论。应当指出,充氢试样的阳极电流包括了氢的氧化电流,因此充氢后阳极电流的增大并不证明氢促进了阳极溶解过程。虽然失重法能反映氢的促进作用,但只适用于腐蚀较为严重的情况。