石油套管表面裂纹分析

分析了衡阳钢管有限公司N80级石油套管表面裂纹产生的原因及形成机理，结果表明，由于坯料中舍有大量的夹杂物，致使穿孔过程中形成表面裂纹。通过改进炼钢工艺、提高连铸坯的质量和合理调整穿孔机工艺参数，能有效的减少裂纹的产生。     

航空刹车用C/C复合材料断口分析

利用SEM断口形貌分析了现役航空刹车用C/C复合材料的结构和界面结合状况,探讨了其断裂机理,分析了化学气相沉积炭的沉积机理.结果表明:C/C复合材料的断裂以"弱界面断裂"为主.裂纹优先在基体炭、炭布层间或长纤维束和短纤维间的弱界面等薄弱环节处产生.当裂纹尖端扩展到基体炭中的微裂纹处时,裂纹扩展转向;当裂纹扩展到纤维时,取道纤维与基体炭间弱界面层向前扩展,纤维经历与基体炭脱粘、弯曲、拔出、断裂等过程,导致整个材料断裂.航空刹车用C/C复合材料中的CVD炭以粗糙层状结构为主,CVD过程包括碳氢气体热解、成核、炭化、沉积生长等过程,其中,成核以物理成核为主.图2,表1,参16.     

CSP薄板表面裂纹的形成机理与预防措施

对薄板坯连铸连轧生产线(CSP)生产的钢板出现表面裂纹及边裂进行了研究,并对CSP钢板表面裂纹的形成机理及其影响因素进行了分析,提出了防止裂纹的措施.X-射线能谱分析结果表明：在基体与氧化铁皮间的界面富集有铜等低熔点杂质元素,钢中残余元素含量偏高是产生表面裂纹的主要原因.     

管道钢微观变形失效机理的分子动力学研究

本文通过Fe-Fe3C相图得到20#钢中铁素体(碳溶于α-Fe的间隙固溶体)和渗碳体(铁和碳形成的间隙化合物,即:Fe3C)的微观组织结构,利用Material Studio软件建立α-Fe/Fe3C原子尺度的微观模型.利用Lammps软件对主裂纹附近存在微裂纹和微孔洞两种典型缺陷的20#钢模型进行了分子动力学模拟.在正则系综(NVT)条件下,研究了微观裂纹和孔洞对材料力学性能的影响.研究结果显示,裂纹的扩展是原子间化学键断裂、裂纹尖端不断发射位错导致的;当裂纹到达α-Fe/Fe3C的界面后便止裂,裂尖逐渐钝化,裂纹尖端不断向渗碳体(Fe3C)发射位错,渗碳体(Fe3C)中的原子失去了原来的排列特征,局部留下了难以恢复的空位,偏向于裂尖钝化和沿滑移面剪切断裂机制.本文提供的研究方法和结论对揭示20#钢的微观变形与失效机理具有重要的参考价值.为进一步研究腐蚀条件下20#钢的失效机理打下了基础.     

钛合金TC4塑性变形后在3%NaCl溶液中的交流阻抗谱

通过对不同应变状态下钛合金TC4在3%NaCl溶液中的交流阻抗谱的研究,发现在高应变条件下钛合金的腐蚀速度更易受到外加交流信号频率的影响.根据阳极溶解的应力腐蚀机理,腐蚀裂纹处实际上处于交流信号的扰动中,因此腐蚀裂纹处的电化学过程应与交流信号的频率有关,频率越高腐蚀速度越快,理论估计在50 Hz的频率下腐蚀速度可增加10倍以上.因此认为应力腐蚀过程中裂纹的萌生和发展与界面上产生的交流信号密切相关.     

激光熔覆NiCrBSi合金涂层的裂纹形成机理

从微观组织研究了激光熔覆NiCrBSi镍基涂层的裂纹形成机理,分析了涂层显微组织、裂纹形貌和断口成分.结果显示：Ni60涂层具有高裂纹敏感性,即使涂层与基体热膨胀系数差异较小,涂层也容易开裂.原因是：① Ni60涂层包含大量的粗大硬质初生相和硬质共晶组织以及较少的韧性相,具有高的脆硬性; ② 断口聚集含Ca、S、Si等元素的熔渣;③ 粗大的硬质相妨碍了液体金属的自由流动,造成金属基体的不连续性;④ 粗大硬质相晶界处的液膜易在拉应力作用下破裂,形成缩孔或微裂纹,从而成为裂纹源.此外,裂纹在顶端起裂并向下扩展,裂纹多沿粗大硬质相晶界扩展,具有典型的凝固裂纹特征.     

起重机裂纹动力学分析

本文介绍了某轧钢厂使用的1台起重机的主要故障表现,并运用振动测试及瞬态动力学对该起重机大车运行机构下盖板处裂纹形成的机理进行分析探讨,找出其裂纹产生的原因。     

连铸板坯轻压下过程中间裂纹产生机理

针对板坯连铸过程中间裂纹严重的问题,对中间裂纹的形貌、元素偏析等情况进行分析.通过建立有限元模型,对不同压下位置和不同压下量凝固前沿的受力情况进行计算并与临界应力值进行对比.结果表明：C、P、S等元素在晶界处富集只是促使中间裂纹开裂的内因,真正造成铸坯开裂的原因是凝固前沿所承受的拉应力.铸坯通过矫直段时,多处位置的凝固前沿所承受的拉应力超过钢的临界值,导致凝固前沿容易开裂延伸,形成中间裂纹;而弧形段和水平段处凝固前沿所承受的拉应力不超过钢的临界值,无裂纹产生.统计现场大量轻压下的实验结果显示：轻压下避开矫直区进行时,中间裂纹的发生率降低约41.3%.     

金属材料裂纹尖端温度场和热应力场的数值模拟

用数值模拟方法研究了金属裂纹尖端的温度场和热应力场的分布情况.模拟结果表明,由于金属材料裂纹尖端的绕流效应而导致金属材料裂纹尖端产生焦耳热源,焦耳热源能够在裂纹尖端很小的范围内熔化形成焊口,从而使裂纹尖端处的曲率半径显著增大.同时,在裂纹尖端附近在放电过程中将产生很大的热压应力,可显著地减少甚至是消除裂纹前缘处的扩展应力,抑制了裂纹的进一步扩展,达到止裂的目的.     

服役U71Mn钢轨疲劳裂纹萌生及扩展分析

采用HV-1000型显微维氏硬度计、光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等手段,研究了服役后U71Mn钢轨表层力学性能、轨距角处的显微组织以及裂纹萌生和扩展机理.结果表明:钢轨表层轨距角处的硬化程度最严重,并且该区域沿列车运行方向呈现出较为严重的剪切塑性变形,裂纹容易在该处萌生.钢轨轨距角处的裂纹萌生受到表层切应力分布状态、表面摩擦因数以及表层夹杂物等的综合影响,钢轨表层受到循环应力的反复作用,在加工硬化的作用下材料局部发生硬化,塑韧性降低,另外钢轨表层有大量长条状的MnS夹杂物,这些因素都极大地促进了疲劳裂纹的萌生.轨距角处的裂纹沿着钢轨表层剪切塑性变形的方向扩展,主要方式是穿晶扩展,裂纹间隙中较多的氧化物对裂纹扩展有较大的促进作用.     

高强度铝合金热挤压件表面质量的预测

表面质量是衡量高强度铝合金挤压件性能的重要指标之一.掌握有关控制表面质量的机理有助于更好地降低生产残余,提高生产率,降低费用和节省能源.挤压速度、挤压毛坯的温度、型腔温度、模具的表面粗糙度以及挤压毛坯的化学成分是影响热挤压件表面质量的主要因素.常见的挤压件表面缺陷包括表面裂纹、晶粒粗大、初熔和模痕等.从再结晶、表面裂纹、等晶粒挤压三个方面对铝合金挤压件表面质量进行有限元模拟,将分析结果与实验观察相对照.     

基于FTA的连铸方坯内部裂纹分析及优化控制

针对连铸方坯的内部裂纹质量缺陷,提出一种基于故障树分析的质量分析和优化控制新方法.通过对各种内部裂纹形成机理的研究,得到各机理间的相互联系和裂纹形成的根本原因;根据故障树分析法的特点,建立内部裂纹的故障树分析模型,并采用VC++6.0开发出可视化故障树分析系统,实现内部裂纹故障树的自动建树及分析.将某钢厂Q235钢的生产数据连接到分析系统中,进行定性分析和定量分析,分析结果与现场统计结果基本一致,在此基础上提出改善铸坯质量的优化控制方案.     

孔洞三维裂纹应力强度因子分析

针对裂缝性低渗透油田孔洞三维裂纹在Ⅰ型加载下应力强度因子求解方法的多样性,研究了以权函数理论为基础的三维裂纹应力强度因子的求解方法。通过对由权函数法推导的应力强度因子曲线与Newman曲线进行比对,结果吻合较好,说明用权函数理论计算三维裂纹应力强度因子具有较高精度,且计算简便。综合运用应力三维度断裂准则、线弹性断裂力学和流体力学理论,分析了孔洞三维裂纹的起裂和三维扩展问题。通过算例分析了缝长、缝高、缝宽随施工时间变化的延伸规律。结果表明,该方法和计算模型是有效的、可行的。     

结晶器内连铸坯凝固过程的有限元数值模拟

建立了结晶器内连铸坯凝固过程的有限元数学模型，在坯壳面表面边界条件中引入与气隙相关的传热模型修正平均热流量方程，研究了铸坯角部气隙对坯壳凝固行为的影响，模拟结果表明，铸坯角部形成的气隙流量显著地长低了坯壳表面的换热，使得铸坯偏角区成的为热节区，此热节区是铸坯凹陷，裂纹等缺陷乃至漏钢事故发生的诱因。     

铁素体球铁中微疲劳裂纹萌生、长大的研究

本研究详细观察并半定量分析了铁素体球铁疲劳裂纹萌生、长大直至破坏的全过程,同时从断裂力学的角度作了考察。     

应用断裂力学理论建立油气井压裂时岩石破裂压力计算模型

考虑地层岩石存在天然微裂隙这一客观事实,运用断裂力学理论建立了地应力与压裂液共同作用时地层裂隙的应力强度因子表达式;根据断裂判据,推得了地层破裂压力计算模型;并对某油田几口井进行了实算与电算对比.结果表明,运用断裂理论建立的破裂压力计算模型由于考虑了裂隙的存在,与地层的实际更为吻合,因而准确性更高,适用范围更广.其计算结果与现场实测值更为接近,从而也验证了模型的可靠性.     

连铸方坯热应力模型的研究及应用

为了减少不恰当连铸二冷操作导致的铸坯内部裂纹等缺陷,在凝固传热模型验证的基础上建立了方坯二维弹塑性应力模型.通过此模型计算了水量优化前后铸坯应力分布情况,获得了铸坯在二冷区的应力分布规律.分析了影响连铸坯内部裂纹的因素,提出预防热裂纹产生的措施,为研究二冷对铸坯质量的影响提供了理论基础,并为优化二冷水量改善铸坯质量提供了依据.     

哈拉阿拉特山石炭系裂缝发育特征及成藏意义

哈拉阿拉特山地区位于准噶尔盆地西北缘前陆褶皱冲断带,紧邻玛湖生烃凹陷,是油气运移和聚集的有利区
域。针对该区石炭系油气藏主要赋存于火山岩构造裂缝中且富集规律不清楚的问题,开展了构造裂缝的发育特征、控
制因素及其与油气成藏的关系研究。利用钻井岩芯、成像测井、岩石力学实验及流体包裹体分析等手段,研究了石炭
系火山岩构造裂缝的产状、密度、发育次序、主控因素及其与油气成藏关系。结果表明,石炭系火山岩裂缝主要为高角
度裂缝,裂缝发育的优势倾向为北西-南东向,影响裂缝发育的主控因素为岩石力学性质及所处的构造位置。同时,
由于高角度缝充填程度低、形成时间晚、发育程度高,且与油气主要的运移成藏期匹配较好,因而成为研究区石炭系油
气主要勘探目标。该研究结果对于哈拉阿拉特山地区石炭系火山岩油气藏的勘探与开发具有重要的指导意义。     

电磁搅拌改善铸坯内部质量的实验研究

采用低碳钢进行静态浇铸实验,并就电磁搅拌对铸坯内部质量的影响进行了实验研究·实验结果表明,电磁搅拌可明显提高铸坯凝固组织的等轴晶率,同时又可以改善铸坯内的成分分布状况,从而提高铸坯的内部质量·在合理的电磁搅拌参数和浇铸参数条件下能够得到几乎为100%等轴晶的铸坯·     

工程陶瓷磨削裂纹形成过程研究

利用单金刚石磨粒磨削模型,根据弹性理论中的空间问题,分别考虑法向磨削分力和切向磨削分力,建立了陶瓷材料单金刚石磨粒磨削的理论模型。在压痕断裂力学基础上,分析了磨粒作用下陶瓷材料的应力状态,论证了陶瓷材料磨削裂纹的形成过程和产生位置,指出在磨粒运动的前下方,第二主应力是产生沿磨削方向裂纹的主要原因;在磨粒运动的后方,第一主应力是产生垂直于磨削方向裂纹的主要因素。