Strain-induced Microstructural Changes and Effects of Alloying Elements for Fe_3Al-based Alloys

The strain-induced microstructural changes of Fe3Al-based alloys during room temperature deformation and high temperature creep were investigated. The results illustrated the strain-induced disor dering occured during room temperature deformation. Creep strain could induced two opposite processes, which are strain-induced disordering and creep recovery-induced reordering. These two opposite creep induced processes during creep result in reducing the influence of primary microstructure on the rupture life.     

斜拉桥的收缩徐变附加应力分析

当斜拉桥主梁采用砼板和钢梁组合梁时,砼板的收缩徐变受钢梁约束而产生截面上钢和砼间的应力重分布。同时,砼板和索塔的收缩徐变在高次超静定结构的斜拉桥中还将产生内力重分布。本文以某大桥为例,进行了理论分析和大量计算,为具体设计提供依据。     

Oxidation growth stresses in an alumina-forming ferritic steel measured by creep deflection

Deflection tests have been used to estimate the stresses developed in the alumina layer formed during short-term oxidation of a Fe-22Cr-5Al-0.3Y Fecralloy steel at 1000°C. Elastic analysis of the deflecting specimen is inappropriate under these test conditions because of the low creep strength of the alloy. Accordingly, a recent creep analysis has been used in this work using currently determined creep properties of the alloy substrate. The results of the analysis show that for the thin oxides produced (<1 m), the planar stress within the oxide layer is everywhere compressive. Average values are approximately 850 MPa after 0.5 hr oxidation but reduce to <200 MPa after 6.5 hr. These values are very much less than would be expected under conditions of elastic deformation.Reproduced by permission of the Controller of HMSO.     

基于伯格模型的非饱和土蠕变模型构建

滑坡变形发展一般都要经历一定的时间过程,同时在降雨以及库水位变动下,滑坡土体常处于非饱和状态,因此构建考虑基质吸力的非饱和土蠕变模型具有非常重要的意义。以三峡库区某滑坡滑带土非饱和蠕变试验数据为基础,基于伯格模型和非饱和土力学原理及相关假设条件,构建了适合该滑坡滑带土的非饱和蠕变模型。接着,利用非线性回归算法对模型参数进行求解,并将该模型预测值与试验值进行对比,验证了该模型的合理性。最后,考虑模型参数与净围压之间的线性相关性,对模型进一步修正,并验证了修正后模型的有效性。构建的非饱和土蠕变模型能较好地反映该滑坡滑带土的非饱和蠕变特性,其对预测该滑坡的长期变形具有重要的意义。     

热交变载荷下10%Cr耐热钢蠕变疲劳裂纹萌生特征

为调节新能源间歇式发电模式所带来的弊端,需要使用火力发电厂调峰稳定电网波动。调峰过程中机组频繁启停,加剧高温部件的疲劳蠕变损伤。通过分析现有寿命模型描述温度交变载荷下汽轮机转子钢性能的不足,提出预载荷实验方案。且以预载荷实验数据为基础,优化现有寿命预测模型。通过模拟交变温度下的临近工况实验,对比应力应变关系和疲劳蠕变寿命,对所优化的寿命模型进行了评估。     

一种4.5%Re镍基单晶合金在980℃蠕变期间的变形与损伤机制

通过蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了一种Re含量为4.5%Re(质量分数,下同)的镍基单晶合金的高温蠕变行为、变形和损伤机制。结果表明,4.5%Re合金在980℃/300MPa的蠕变寿命为169h。蠕变初期,合金中立方γ′相转变为垂直于应力轴的N型筏状结构。稳态蠕变期间,合金的变形机制为位错在基体中滑移和攀移越过筏状γ′相。蠕变后期,合金的变形机制为位错在基体中滑移和剪切进入筏状γ′相。由于γ基体通道较窄,位错在基体通道中滑移所需的阻力较大。剪切进入γ′相的110超位错可由{111}面交滑移至{100}面,形成K-W锁,从而抑制位错的滑移和交滑移,这是合金具有较好蠕变抗力的主要原因。主/次滑移位错的交替开动,可致使筏状γ′相扭曲,并促使裂纹在筏状γ/γ′两相界面萌生;裂纹沿垂直于应力轴方向扩展,直至断裂,这是合金的蠕变断裂机制。     

热等静压及恢复热处理工艺对DZ125蠕变损伤的影响

选用4种不同参数的热等静压及恢复热处理工艺对DZ125蠕变损伤试样进行显微组织演化的研究,并进行力学性能评价。结果表明:DZ125合金经预持久损伤实验后,显微组织出现了γ′相退化、蠕变孔洞形成等,但是碳化物没有出现由MC型向M_(23)C_6及M6C型分解。此外,热等静压的温度在孔洞愈合过程中作用显著,1200℃及1250℃温度下分别出现了γ′同心筏排结构及合金的初熔现象。同时,通过选取合适的热等静压参数,可以避免内部再结晶的产生。合理的热等静压及恢复热处理工艺可以改善蠕变损伤的显微组织,并使其显微硬度达到原始态水平,且持久寿命得到提高。     

单晶高温合金DD6不同状态下的元素分布与力学行为

选择3mm/min和8mm/min两种抽拉速率通过螺旋选晶法制备[001]方向的DD6单晶高温合金,测试合金枝晶间与枝晶干的元素分布,研究了两种工艺合金的持久性能和断裂特征;利用EPMA电子探针测试了3mm/min抽拉速率DD6合金经0.1%、0.2%、0.5%蠕变应变后枝晶间与枝晶干的元素分布,并通过纳米压痕仪测试了枝晶间与枝晶干的弹性模量和硬度。结果表明,抽拉速率较小时DD6合金枝晶组织更粗大,元素偏析程度较大,抽拉速率对合金持久寿命的影响不大;随着蠕变应变的增加,合金枝晶间与枝晶干弹性模量和硬度的差值逐渐增大,这与合金元素的再分布紧密相关,特别是与难熔元素Ta、Hf、Mo和Nb随着蠕变应变的变化而发生再分布有关。     

基于C(t)积分及参数Ac的P92钢高温蠕变裂纹扩展研究

对于在高温环境下工作的构件,蠕变裂纹扩展是一种主要的失效机制,而裂纹尖端的拘束水平对蠕变裂纹扩展率有很大的影响。通过数值仿真与相关试验数据对比的方法,对裂纹扩展尖端的应力应变率场表征参量C(t)积分进行了相关研究,并基于参数Ac研究了P92材料裂纹尖端的拘束水平对蠕变裂纹扩展的影响。研究结果表明,C(t)积分值随裂纹扩展急剧减小,其数值及变化与积分路径到裂纹尖端的距离相关性很强,并且与拘束水平有一定的关系;拘束水平影响蠕变裂纹扩展率,拘束越大,裂纹扩展速率越快;参数Ac可以有效表征裂纹尖端拘束水平,其在寿命预测方面的应用有待进一步研究,同时在含裂纹的高温工作构件寿命评估方面有重大的意义。     

Inconel 740H蠕变过程中晶界M23C6的粗化行为

为了解700℃超临界电站锅炉过/再热器用主要候选材料Inconel 740H晶界M_(23)C_6相在蠕变过程中的粗化行为,对通过真空感应熔炼和真空电弧重熔双联工艺制备的合金,在750℃/200 MPa条件下分别开展蠕变中断与蠕变断裂试验,并利用扫描电镜、透射电镜、能谱分析仪等测试方法对晶界M_(23)C_6相进行表征.采用Image-Pro Plus软件对相参量进行定量统计,进而分析其变化趋势.研究表明:在所研究温度、应力及时间范围内,随着蠕变时间的延长,晶界富Cr的M_(23)C_6相逐渐由粒状、短棒状发展成为长条、半连续的链状分布;粒子沿平行于晶界方向的长大速率明显高于沿垂直于晶界方向的长大速率,但二者的粗化均表现出尺寸三次方与时间之间呈线性关系的规律;相数量的增加与蠕变时间亦呈线性关系;与尺寸的粗化相比,相数量的增长较为缓慢,外加应力在一定程度上促进了M_(23)C_6的析出.