ECAP+旋锻变形制备超细晶纯锆的高周疲劳行为

室温采用等通道变形和旋锻复合工艺制备超细晶工业纯锆。对比研究了超细晶和粗晶工业纯锆拉伸和疲劳性能,并运用SEM对疲劳断口形貌进行观察和分析。结果表明：超细晶工业纯锆的室温抗拉强度明显大于粗晶工业纯锆,延伸率有一定程度地降低。超细晶工业纯锆疲劳性能优于粗晶工业纯锆,其应力幅(σa)与疲劳寿命(Nf)满足σa=750Nf-0.06,疲劳极限σ-1为285 MPa,较粗晶工业纯锆提高了70%。断口分析显示,疲劳裂纹萌生于超细晶工业纯锆的表面,疲劳裂纹扩展区辉纹间距较粗晶工业纯锆细小,疲劳裂纹扩展更为缓慢。     

金属板料各向异性断裂模型及断裂实验研究进展

对金属板料各向异性断裂模型及断裂实验目前的研究进展进行了综述和分析,指出细观损伤力学模型通过考虑基体的塑性各向异性,孔洞的形状、大小及空间分布来描述变形过程中损伤的各向异性演化;连续介质损伤力学模型(CDM)通过将标量形式的损伤因子替换成一个损伤张量来描述材料的各向异性损伤;非耦合型各向异性断裂模型通过改变等效塑性应变增量的度量方法或对应力张量进行线性变换两种方法来描述材料的各向异性断裂。可以通过设计一系列具有不同几何形状的试样或者通过在试样边界上施加不同的载荷组合这两种途径来实现不同应力状态下的断裂实验。此外,开展金属板料厚度方向的实验是今后发展的一个重要方向。     

汽车B柱碰撞失效变形过程仿真重现

为了预测整车侧面碰撞试验中B柱的碰撞性能,应用Hypermesh/Ls-Dyna软件建立B柱零部件级碰撞仿真模型。根据整车碰撞试验中B柱的变形情况设置仿真模型中B柱约束条件,并依据整车和蜂窝铝质量以及蜂窝铝形状选择合适的冲击块的形状和质量,调整B柱和冲击块的相对高度位置以符合真实碰撞试验。由于B柱含有多种不同材料,故综合考虑多种强度焊点失效和多种材料断裂失效,根据不同金属材料间的极限焊点力的大小和材料的极限断裂应变来设置仿真中焊点和材料的失效。最终结果表明,仿真准确地复现了焊点失效和板料断裂失效现象。该仿真分析也为B柱及类似零部件的碰撞仿真提供了合理方法,提高了仿真的合理性。     

四点弯曲条件下热障涂层断裂模式的声发射表征

采用声发射技术实时监测喷涂态8% Y₂O₃稳定的ZrO₂（8YSZ）在四点弯曲载荷下的损伤断裂行为。采用特征参数分析、聚类分析和小波包变换分析声发射信号结合涂层的微观形貌和应力状态,从而推测出热障涂层系统的失效形式。结果表明：内弯和外弯两种加载模式下,均各有4种失效行为。宏观断裂对应的剥落信号无明显频带,而基底变形、表面垂直裂纹、张开型界面裂纹和剪切型界面裂纹信号对应的主频带可清晰区分为：0~156.25 kHz、156.25~234.375 kHz、312.625~390.625 kHz和390.625~468.75 kHz。热障涂层在外弯载荷下,表面垂直裂纹不断出现,随后扩展到粘结层-陶瓷层界面处并转化为张开型界面裂纹;而在内弯载荷下,则在粘结层-陶瓷层界面附近产生剪切型界面裂纹,仅出现少量的表面垂直裂纹。两种界面裂纹均会引起热障涂层的宏观裂纹和剥落。     

主桨毂中央件限动锁连接螺栓提前断裂原因分析

主桨毂中央件疲劳试验限动锁连接螺栓出现提前断裂故障,通过断口宏观形貌、微观组织、断口特征、硬度等分析方法,得出故障件的断裂性质为单向弯曲疲劳断裂,产生原因与螺栓拧紧力矩降低、螺栓头部倒角过渡区域加工质量有关。通过增大限动锁连接螺栓拧紧力矩、螺纹及螺栓头部R区进行倒圆弧滚压强化等改进措施,主桨毂中央件限动锁连接螺栓在疲劳试验全过程中未再发生提前断裂。     

电站凝汽器钛管断裂原因分析

电站在进行汽轮机试验时一根凝汽器钛管发生断裂。通过采取表面宏观检查、断口分析、材质检查等方法,对钛管断裂原因进行分析,并提出改进方案。结果表明:钛管的断裂性质为高周疲劳断裂,疲劳源位于钛管的焊缝位置;钛管断裂与蒸汽冲刷导致钛管振幅过大有关,从而在疲劳性能相对较差的焊缝处萌生裂纹源。通过增加防冲板的方式,可以有效避免类似故障。     

52CrNiMoVSi热作模具开裂原因分析

52CrNiMoVSi热作模具进行热模锻运作时发生开裂,开裂处位于工作面底部。对开裂件进行切割取样,通过宏微观断口观察、金相观察、硬度测试、能谱分析等方法,分析讨论开裂原因。结果表明:52CrNiMoVSi热作模具为疲劳断裂;材料组织含有较多的非金属夹杂物,纯净度较低,成分及组织不均匀导致硬度不均匀,降低材料疲劳强度;在模具持续工作中,型腔圆角半径过小引起较大应力集中,进而导致裂纹萌生和扩展,最终导致开裂,使其寿命远远低于正常件寿命。     

起动发电机弹性轴断裂分析

针对起动发电机发生的弹性轴断裂故障,通过采用对断裂弹性轴进行宏微观观察、金相组织分析、硬度检测等方法,综合分析判断该发电机弹性轴断裂性质为扭转疲劳断裂失效,弹性轴锥体与转子空心轴之间配合不良是弹性轴发生扭转疲劳断裂的根本原因。进一步研究发现:起动发电机弹性轴采用锥面贴合的方式来传递扭矩,而在实际制造及修理过程中锥面贴合度难以保证,导致工艺可控性差、产品可靠性偏低,存在结构设计不合理的问题。提出将弹性轴锥体结构改成花键结构的建议,以避免故障再次发生。     

温度对SA508-III钢焊缝金属断裂韧度的影响

为了获得温度对SA508-Ⅲ钢焊缝金属断裂韧度的影响,采用本构曲线法（CCM,constitutive curve method）、ASTM和ISO标准对焊缝金属在典型温度下的试验数据进行了处理.结果表明,采用CCM获得的断裂韧度随温度的升高而降低.当温度从20℃升高到100℃,从100℃升至320℃时,断裂韧度分别降低了11.1%和5.4%.采用扫描电镜观测试样断口形貌发现SA508-Ⅲ钢焊缝金属在典型温度下均呈韧性断裂,当温度达到100和320℃时,韧窝变浅变小,因此韧性出现了一定的下降.研究还发现,采用CCM获得20和100℃时的断裂韧度与ASTM一致;获得320℃时的断裂韧度介于ASTM和ISO之间.