双轴等拉低周疲劳实验装置

本文给出能在一般单向加载液压疲劳试验机上做双轴等拉低周疲劳实验研究的双向拉伸装置,并对有关影响因素进行了讨论。
本试验是在百吨液压低周疲劳试验机上进行的。双向拉体装置已经受近百万次疲劳载荷,其中交变载荷幅围5.5,t亦经受近20万次。在使用过程,各构件完好合手使用要求,将十字试样进行低周疲劳断裂试验,成功地开出合格裂纹,用它进行超速条件下叶轮材料性能研究亦取得初步结果。可以认为它适用于平而应力集中问题低周疲劳性能的研究。若使用液压高、中周疲劳试验机,它还可用于双轴载荷下裂纹试样裂纹扩展的研究。
本文指出了双向拉伸装置有待改进的方面。     

超载下双轴等拉低周疲劳性能的研究

本文讲述燃汽轮机叶轮在工作时的应力为轴对称状态。这就需要一种双向拉伸加载试验装置来满足叶轮在超速旋转条件下得到超速预应力效应,从而提高疲劳强度和寿命。为此需设计和调试双向拉伸装置,使在一般单向加载疲劳机上能够模拟轴对称应力状态。试验在百吨液压低周疲劳机上采用直接在装置上进行超载,试样采用十字形,在承受8t载荷下经历300万次循环。试验结果表明:该装置经济实惠,燃汽轮叶超速工艺技术是切实可行的,其超速比不必很大即可获得较佳效果。     

INTERACTION BETWEEN HYDROGEN AND A TYPE Ⅲ CRACK

<正> 当试样中存在拉应力梯度时,氢能使表观屈服应力明显下降,从而能引起氢致滞后塑性变形和氢致滞后裂纹,对Ⅲ型裂纹,由于不存在流体静压力,故一般认为它不能产生氢致裂纹。但我们的工作表明,对充氢的Ⅲ型试样,在扭矩大于临界值后保持一定时间就能在和原裂纹面成-45°的诸平面上产生氢致滞后裂纹,它导致典型的沿晶断口。对三个钢种都有类似结果。如充氢试样直接扭断,则     

STRESS CORROSION CRACKING IN HIGH STRENGTH STEEL UNDER MODE Ⅲ LOADING

研究了超高强度钢Ⅲ型缺口试样在水介质中的应力腐蚀,并与动态充氢条件作了对比。结果表明,超高强度钢Ⅲ型试样在水介质中能产生应力腐蚀,而且裂纹沿着和原缺口面成45°的平面形核和扩展,获得沿晶断口。这些都和Ⅲ型试样动态充氢时氢致开裂的情况相同。水介质中加硫脲,能使Ⅲ型和Ⅰ型的应力腐蚀门槛值明显下降,如动态充氢,则使裂纹的孕育期和门槛值进一步下降,实验也表明,无论动态充氢还是应力腐蚀,Ⅲ型试样的门槛值均比Ⅰ型要高,这可用Ⅲ型和Ⅰ型的平衡氢浓度不同来解释。     

氢致滞后塑性变形机理研究

利用光滑拉伸试样以及带有应力梯度的弯曲试样和预裂纹试样(Ⅰ型、Ⅲ型以及Ⅰ—Ⅲ复合型),研究了氢对产生局部宏观塑性变形所需外应力(称为表观屈服应力)的影响。结果表明,氢对低合金钢的屈服强度影响不大,但如试样中存在拉应力梯度,则当钢的强度和进入试样的氢浓度超过临界值后,氢能使表观屈服应力明显下降,这就是氢致滞后塑性变形的原因。氢致表观屈服应力的下降是由氢的扩散所控制的。它明显依赖加载速度和试验温度。但它随试验温度的变化不是单调的,在室温附近存在一个极值。对仅存在剪应力梯度的Ⅲ型裂纹试样,充氢后表观扭转屈服应力并不降低,沿原裂纹面也不产生滞后裂纹,即K_(ⅢH)=K_(ⅢC),但在和原裂纹面成-45°的平面上却能产生氢致滞后塑性变形和裂纹。对Ⅰ—Ⅲ复合型试样,只有当恒定的K_Ⅰ大到足以单独就能产生滞后塑性变形时才能使表观扭转屈服应力开始下降。提出了一个氢使表观屈服应力下降的机构。     

Ⅲ型裂纹试样的氢致滞后断裂

利用复合型(Ⅰ+Ⅲ型)试样研究了应力状态对氢致表观屈服应力(它是产生局部宏观塑性变形所需的外应力)的影响,探讨了Ⅲ型裂纹试样产生氢脆(即氢致裂纹)的可能性。结果表明,对Ⅲ型裂纹试样,即使严重充氢也不会使表观扭转屈服应力下降。从而也不会沿原裂纹面产生氢致滞后裂纹。对复合型试样,只有当K_Ⅰ本身就能使原裂纹面产生滞后塑性变形时才能使表观扭转屈服应力随K_Ⅰ增大而下降。 对充氢的纯Ⅲ型裂纹试样,当扭矩大于临界值后保持一定时间就能在和原裂纹面成3/4π或-45°的面上产生氢致滞后裂纹,它导致典型的沿晶断口。如充氢试样直接扭断则得沿原裂纹面断裂的平剪切断口。当钢的强度和氢含量低于临界值就不会产生沿3/4π面的滞后裂纹。计算了Ⅲ型裂纹应力场和氢应变场的互作用能。结果表明,在和原裂纹面成3/4π的诸平面上互作用能有极小值,从而导致氢向该面浓集而形成氢致滞后裂纹。     

氢对表观屈服强度的影响——氢致滞后塑性变形的原因研究

应用光滑拉伸试样,弯曲试样以及预裂纹WQL型试样具有对广泛拉伸强度的多种低碳及低合金钢研究了电解充氧对表观屈服强度的影响,并对氢致滞后塑性变形进行了金相观察。结果表明:氢对光滑拉伸试样屈服强度的影响不明显。随钢种不同,充氢后屈服强度可能没有变化,也可能升高或降低,但其差值小于10%。对存在应力梯度的无裂纹弯曲试样以及预裂纹WOL试样,当钢的强度和进入的氢量超过临界值后氢能使表观屈服强度明显降低,从而引起氢致滞后塑性交形,最终导致氢致滞后裂纹的产生和扩展。随钢的强度升高,进入的氢量增加,氢致表观屈服强度下降也愈明显。另外,具有更大应力梯度和三向应力的裂纹试样,下降效应比无裂纹弯曲试样更为明显。氢致表观屈服强度下降作用是扩散控制过程,明显依赖变形速度和试验温度。另外,它具有可逆性,随着氢的逐渐消除,表观屈服应力也逐渐回到未充氢状态的数值。氢致表观屈服强度下降和原始变形量及是否存在加工硬化关系不大。根据上述实验事实,本文对屈服强度下降的原因作了探讨。     

Ⅲ型裂纹剪应力场和氢的互作用

当试样中存在拉应力梯度时,氢能使表观屈服应力明显下降,从而能引起氢致滞后塑性变形和氢致滞后裂纹,对Ⅲ型裂纹,由于不存在流体静压力,故一般认为它不能产生氢致裂纹。但我们的工作表明,对充氢的Ⅲ型试样,在扭矩大于临界值后保持一定时间就能在和原裂纹面成-45°的诸平面上产生氢致滞后裂纹,它导致典型的沿晶断口。对三个钢种都有类似结果。如充氢试样直接扭断,则     

MECHANISM OF HYDROGEN INDUCED DELAYED PLASTICITY

利用光滑拉伸试样以及带有应力梯度的弯曲试样和预裂纹试样(Ⅰ型、Ⅲ型以及Ⅰ—Ⅲ复合型),研究了氢对产生局部宏观塑性变形所需外应力(称为表观屈服应力)的影响。结果表明,氢对低合金钢的屈服强度影响不大,但如试样中存在拉应力梯度,则当钢的强度和进入试样的氢浓度超过临界值后,氢能使表观屈服应力明显下降,这就是氢致滞后塑性变形的原因。 氢致表观屈服应力的下降是由氢的扩散所控制的。它明显依赖加载速度和试验温度。但它随试验温度的变化不是单调的,在室温附近存在一个极值。 对仅存在剪应力梯度的Ⅲ型裂纹试样,充氢后表观扭转屈服应力并不降低,沿原裂纹面也不产生滞后裂纹,即K_(ⅢH)=K_(ⅢC),但在和原裂纹面成-45°的平面上却能产生氢致滞后塑性变形和裂纹。对Ⅰ—Ⅲ复合型试样,只有当恒定的K_Ⅰ大到足以单独就能产生滞后塑性变形时才能使表观扭转屈服应力开始下降。 提出了一个氢使表观屈服应力下降的机构。     

16Mn管材-196℃时平面应变断裂韧性测试技术

对16Mn管材在焊肉、基体及熔合线等区域-196℃时平面应变断裂韧性进行了测试,它与常温断裂韧性测试技术相比有以下一些特点。一、低温条件的获得低温槽用2毫米厚钢板焊接而成,外部贴以20毫米厚的聚苯板为隔热层。试验时槽内底部垫上吸足水的棉花或棉丝,注入液氮后形成冰层达到隔热目的。槽内注入液氮获得-196℃,装置如图1所示。为了保证加载时对中,在结构上采用一侧设挡板,前后位