非均质焊接接头断裂行为预测研究

基于局部法定量研究了焊接接头中强度匹配、试样几何形式对接头断裂行为的影响。首先由标准三点弯曲试样的断裂韧度值,得出反映材料脆性断裂的控制参量,再根据该参量对不同接头强度匹配下三点弯曲和双边裂纹拉伸试样的断裂行为进行了定量预测,当考虑由于延性裂纹扩展所造成的应力升高后,其结果与试验结果相当吻合。表明局部法能很好地描述材料的断裂行为。     

改善焊接接头疲劳强度超声冲击装置的研制及应用

使用超声波冲击焊趾来提高焊接接头及结构的疲劳强度,是国际上刚刚出现的一种新方法。本文对超声冲击方法的实验装置进行了研究,研制成功了一台可以用于实际冲击处理的样机,利用所研制的实验,对１６Ｍｎ钢几种焊接接头实施冲击处理,并进行了冲击处理前后的对比疲劳试验,１６Ｍｎ对接接头疲劳强度（２＊１０＾６）提高了９０％（拉伸）十字接头（拉伸）提高了６７％,能够延长疲劳寿命３０－１００倍以上。     

Ag-GNSs/SnAgCu钎料纳米压痕变形行为研究

为了研究Ag-GNSs/SnAgCu钎料在微纳米尺度下的变形行为,采用恒加载速率/载荷法在室温下对复合钎料进行纳米压痕试验,通过载荷-压痕深度曲线分析,并结合压痕形貌,研究载荷-压痕深度曲线中出现屈服台阶(pop-in)现象的机制,以及复合钎料在纳米压痕试验中的变形情况。结果表明,载荷-深度曲线中存在的"pop-in"是由于纳米压痕过程发生了弹塑性变形的转变。弹塑性转变与位错的形核与生成有关,并且通过透射电子显微镜在压痕点附近观察到交错的位错网络。通过观察复合钎料的压痕形貌,发现了压痕附近存在明显的凸起现象,这与材料的屈服应力与弹性模量之比有关。凸起现象将导致通过Oliver-Pharr方法计算的接触面积比实际值小,而引起纳米压痕试验方法测量的硬度和弹性模量数值偏大。应用"半椭圆模型"对产生凸起现象的接触面积进行修正,再基于Oliver-Pharr方法求得硬度和弹性模量,修正后的结果与修正前相比,硬度降低了18.3%,弹性模量降低了9.5%。     

马氏体－奥氏体组元形态对高强钢焊接热影响区韧性的影响

采用图象处理的方法，定量分析了高产强钢焊接热影响区粗晶区中马氏体－奥氏体组元（ＭＡ组元）的分布形态，并着重研究了ＭＡ组元的形态和粗晶区韧性的关系。结果表明：细长ＭＡ组元（纵横比≥４）含有率ＳＶｆ对热影响区韧性有很大影响。ＳＶｆ的微量增加，韧性急剧下降，但ＳＶｆ超过某一定值后，由于ＭＡ组元相互邻接，韧性劣化趋势得到缓和。     

P92钢焊缝金属高温低周疲劳行为分析

P92钢常用于锅炉高温、高压主蒸气管道等部件,其焊接接头性能的优劣直接关系到机组的安全可靠运行. 文中通过P92钢焊缝金属在630 ℃下的低周疲劳试验,研究了低周疲劳行为及其循环应力应变关系,采用塑性应变能密度对其低周疲劳进行了寿命预测,并根据断口形貌,分析了P92钢焊缝金属的断裂机理. 结果表明,P92钢焊缝金属表现出循环软化特征;其低周疲劳寿命与应变幅值满足Coffin-Manson关系;采用塑性应变能密度的方法可以很好地预测P92钢焊缝金属低周疲劳寿命. 二次裂纹密度的增加是其在高应变幅下寿命下降的主要原因.     

超级双相不锈钢多层多道焊接接头组织及腐蚀性能

选用2507超级双相不锈钢作为研究对象,研究钨极氩弧焊多层多道焊接接头的组织和腐蚀性能.采用两种不同保护气进行钨极氩弧焊,主要讨论焊接道次和氮气添加对组织和腐蚀性能的影响.结果表明,焊缝中心均有较高的奥氏体含量,其腐蚀速率是焊根部位的0.68倍;盖面和焊根奥氏体含量相近,但盖面由于其弥散且尺寸相对较大的晶内奥氏体表现出更好的耐腐蚀性,焊根是焊缝金属的薄弱区域.混合区由于热影响区的存在腐蚀速率最快.保护气中氮气的添加促进了奥氏体的生成,降低了腐蚀电流密度一个数量级,提高了整体的腐蚀性能.     

含缺陷高压加热器疲劳评定及寿命预测

基于英国标准BS 7910开发了含缺陷压力容器疲劳评定专家系统,可用于含缺陷构件的疲劳失效评定及寿命预测.该专家系统由缺陷复合模块和缺陷疲劳评定模块组成,用于判定缺陷在疲劳载荷作用下是否导致结构疲劳失效及预测疲劳寿命.利用该专家系统,对高压加热器母材中埋藏裂纹的安全进行评定.评定结果表明,在疲劳载荷作用下高压加热器在规...     

蠕变疲劳交互作用下裂纹萌生的有限元模拟

通过结合初始应力应变场与连续损伤力学理论以及单元失效和裂纹萌生准则,构建了蠕变-疲劳交互作用下裂纹萌生的预测模型,将模型编写为UMAT耦合到ABAQUS有限元分析软件中,实现了初始无缺陷结构蠕变-疲劳交互作用下裂纹萌生的有限元模拟,并分析了影响裂纹萌生寿命的因素.通过与线性累计损伤理论对比发现,裂纹萌生位置蠕变损伤和疲劳损伤具有相互促进作用,蠕变疲劳的交互作用使裂纹萌生寿命减小;蠕变和疲劳载荷加载顺序对损伤的累积具有很大影响,模拟发现承受蠕变载荷的结构在承受后续循环载荷下总损伤值更大,裂纹萌生寿命更短.     

换热器腐蚀失效分析

在换热器定期检查的过程中,发现在换热器表面出现明显的缺口,从而导致换热器失效,为了研究换热器失效的原因,并防止此类事件再次发生,故采用金相分析、SEM和电化学方法对产生腐蚀穿孔的换热器E-715管板焊缝进行失效分析,研究了其腐蚀机理. 结果表明,换热器腐蚀穿孔是由于电化学腐蚀造成的,焊缝电极电位较低,母材电极电位较高,在服役介质中形成原电池,对焊缝造成腐蚀,并最终穿孔. 同时管程介质为烃类,碳含量较高,管体表面产生了渗碳.     

核级316H管道熔敷金属蠕变性能表征

文中通过开展核级316H管道熔敷金属在525℃不同应力下的蠕变试验,对熔敷金属蠕变后的析出相演变、蠕变损伤机理和断裂机制进行研究.结果表明,316H熔敷金属的蠕变曲线由瞬时蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段组成,其高温蠕变机制为幂律蠕变.在蠕变断裂后的熔敷金属内部发现三种析出相:在δ铁素体内部析出的具有强化作用的Laves相,在δ铁素体与奥氏体界面析出的促进空洞形核长大的σ相和链状M₂₃C₆. 在σ相和链状M₂₃C₆附近区域产生的蠕变空洞是蠕变失效的主要原因.在断口处观察到大小均匀的等轴韧窝,说明熔敷金属的断裂机制为韧性断裂.