AZ31镁合金及其焊接接头疲劳性能的研究

研究了AZ31镁合金母材、TIG非承载焊接接头试件在脉动循环载荷作用下的疲劳性能,并与铝合金的疲劳性能进行了比较.     

挤压态AZ31镁合金高周疲劳行为

为探讨镁合金拉/压强度不对称对疲劳性能的影响,对AZ31镁合金进行了室温应力控制疲劳实验,研究应变幅、峰值应变、循环能量参数随周次的演化,并采用光学显微镜观察表面形貌.结果表明:疲劳初期AZ31镁合金滞后环呈现不对称,200周次后不对称消失;峰值压缩应变随周次增加而变小,在约200周次时转变为拉伸应变;裂纹在材料表面孪晶带处形核,并沿孪晶面扩展.由于AZ31镁合金独特的织构与晶格特点,疲劳过程中交替出现的孪生与去孪生导致了滞后环的不对称,孪晶在裂纹形核及扩展中具有重要作用.     

不同介质对AZ31镁合金疲劳行为的影响

通过疲劳试验、扫描电子显微镜(SEM)等手段,研究挤压态镁合金AZ31在空气w(NaCl,Na2SO4)=3.5%2种溶液中的疲劳行为。结果表明,合金在两种腐蚀介质下的疲劳性能明显下降,分别为58.91%和34.40%。腐蚀介质下,疲劳裂纹萌生机制的改变是镁合金疲劳性能下降的主要原因。Cl-穿透能力强,易形成点蚀坑,成为最佳萌生源。相比之下,Na2SO4溶液中的腐蚀类型改变和危害性也较小。     

型钢混凝土梁疲劳特性研究

为了深入了解型钢混凝土(SRC)梁的高周疲劳特性,在对其进行疲劳试验研究的基础上,从理论上分析了SRC梁疲劳发展的全过程,并基于疲劳破坏模式提出了表征SRC梁疲劳强度的参数,对疲劳强度进行了评估.研究表明:SRC梁首先在H型钢受拉翼缘处发生疲劳断裂,同时导致梁截面同侧的受拉纵筋屈服,随后受压区混凝土逐渐压酥剥落;通过对SRC梁截面承受的弯矩与其本身确定的几种弯矩的比较分析,阐释了SRC梁在疲劳发展全过程中的行为特征;以H型钢受拉翼缘应力幅作为表征SRC梁疲劳强度的参数,选用国内外钢结构疲劳设计S-N曲线对其疲劳强度进行了评估,建议可基于钢结构疲劳的设计方法来考虑SRC梁的疲劳设计.     

焊接节点构造细节的低周疲劳试验研究

为了研究Q235低碳素钢平板对接焊接试件以及十字型承载V型坡口焊接试件的低周疲劳行为,采用等幅应变控制法对24个试件在不同塑性应变幅下的超低周疲劳性能进行了测试,拟合得到了两类焊接构造细节试件的疲劳寿命S-N曲线,并将测试结果与国际焊接协会发布的疲劳设计规程中同类焊接构造细节的S-N曲线进行对比.结果表明:平板对接焊接试件与十字型承载V型坡口焊接试件的裂纹起源不相同;在超低周疲劳范围内,两类焊接材料的损伤破坏主要包括材料延性损伤和循环疲劳损伤,比国际焊接协会中相同疲劳构造细节的高周疲劳寿命S-N曲线预期的疲劳强度更低,表现出更低的疲劳寿命.     

铸造方法对健身器材用镁合金的组织及疲劳性能的影响

分别采用常规铸造和增压型差压铸造法制备了健身运动器材用AZ91-0.15Y镁合金,并进行了化学成分、物相组成、显微组织和疲劳性能的测试与对比分析。结果表明:与常规铸造相比,增压型差压铸造明显细化了该合金的显微组织,提高了合金的疲劳性能;常规铸锭疲劳断口为脆性断裂,增压型差压铸锭的疲劳断口为解理断裂和韧性断裂的混合,说明后者的韧性更好。     

10CrNiMo高强钢的低周疲劳特性

采用圆形横截面光滑试样,通过轴向不同应变幅控制的低周疲劳试验,研究了10CrNiMo高强钢的低周疲劳特性,包括循环应力-应变行为、应变-寿命特点、循环应力响应及其力学滞后现象,给出了相应的疲劳参数、循环软硬化特性及应变滞后规律.对裂纹扩展方向及试样疲劳断口的观察表明:裂纹扩展面与轴向力呈现多角度关系,裂纹萌生于试样表面,沿断口周边分布,且具有多源性;疲劳裂纹主要以锐化--钝化机制扩展.     

变幅载荷下纤维金属层板的疲劳与寿命预测

文章建立了纤维金属层板等幅疲劳载荷下的疲劳裂纹扩展速率与寿命预测模型。在此基础上对玻璃纤维-铝合金层板（GLARE）的疲劳裂纹扩展与分层扩展行为进行了试验研究,探讨了层板过载疲劳行为的机理,提出了纤维金属层板变幅载荷下疲劳寿命预测的等效裂纹闭合模型,并在GLARE层板上得到了验证。     

压电智能结构疲劳裂纹扩展试验研究

在结构表层铺设压电元件,利用压电元件能够实现力学量和电学量之间相互转化的独特性能,可将其用作传感器和驱动器,赋予材料和结构智能的能力.采用PSN-1型压电材料作为驱动器,基体材料为镁合金,与外部电源结合构成了智能结构系统.对这一系统进行了疲劳裂纹扩展试验研究,并将智能结构试验结果与常规结构试验结果相比较,试验结果证明压电激励对结构的疲劳裂纹扩展速率有一定的影响.     

疲劳中介效应下矿工心理因素对不安全行为的影响

为明确矿工不安全行为影响因素及其作用机制,防止不安全行为和事故发生,研究了疲劳中介效应下的矿工心理因素对不安全行为的影响。从心理学角度,归纳分析影响矿工不安全行为的心理因素,以矿工疲劳反应为中介,提出心理因素、疲劳反应、不安全行为3方面的关系假设并构建结构方程模型;采用群体抽样方法,对陕西2家煤矿矿工进行问卷调研;将所收集的有效问卷通过SPSS 26.0软件,进行信度和效度检验;最后通过AMOS 24.0软件对所建模型进行统计分析。结果表明：矿工心理因素(个人性格、心理素质、工作时的注意力和工作态度)均负向影响作业过程中产生的疲劳反应和不安全行为,其中工作时的注意力对矿工疲劳反应的影响以及个人心理素质对矿工不安全行为的影响,显著度均是最大的;矿工作业过程中产生的疲劳反应正向影响其不安全行为;矿工心理因素与不安全行为之间存在2种影响途径,一是心理因素通过引起作业中的疲劳反应进而引起不安全行为,二是心理因素直接引起不安全行为。     

一种镍基单晶高温合金的反相热机械疲劳行为

采用扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在600~900℃的反相位热机械疲劳行为,旨在探讨单晶合金的热疲劳变形及断裂机制,丰富单晶合金热机械疲劳理论。试验结果表明：当应变幅由0.6%增大至0.9%时,热机械疲劳寿命下降,塑性应变量和应力范围增大。合金的循环应力响应曲线在低温半周表现为循环硬化行为,而在高温半周则表现为循环软化行为。合金主要的变形特征是局部区域滑移带的运动。热机械疲劳裂纹起始于试样表面应力集中处,并沿着滑移带在{111}面向合金内部扩展,拉应力对合金的断裂起到了主导作用。     

选区激光熔化成型镁合金构件关键技术综述

选区激光熔化成型镁合金构件性能优异且个性化程度高,在工业生产、生物医疗等多个领域具有重要应用意义。首先,对选区激光熔化成型镁合金技术的基本原理与技术特点进行了简要阐释;其次,基于选区激光熔化成型镁合金技术的国内外研究现状,将目前已有研究成果与尚未解决的技术问题进行归纳与总结;再次,对选区激光熔化成型镁合金关键技术进行分析,对主要技术难点及其解决方案进行综述;最后,对选区激光熔化成型镁合金发展趋势进行探讨,指出今后可在以下方面进行深入研究:1)优化现有工艺参数与成型仓风道等机械除尘结构,通过主动抑尘与被动抑尘相结合的方法提高成型质量;2)通过工艺调控减少成型缺陷,制备高性能镁合金构件;3)优化粉末筛分结构,提高成型安全性。     

Mg-Al合金非连续析出相改性的研究进展

Mg-Al合金因其密度低、比强度高、成本低廉,成为镁合金材料中被广泛应用的系列之一。然而,Mg-Al合金时效热处理过程中所存在的非连续析出行为恶化了其力学性能,限制了其进一步的应用。介绍了Mg-Al合金中非连续析出相的形成机制,进而从时效工艺调整和添加合金元素2个方面总结了目前改性或解决非连续析出行为的研究进展,最后对未来研究措施进行了简要展望,希望为Mg-Al合金材料的研究者提供借鉴。     

Fatigue characteristics and microcosmic mechanism of Al-Si-Mg alloys under multiaxial proportional loadings

With the increasing use of Al-Si-Mg alloys in the automotive industry, the fatigue performance of Al-Si-Mg alloy has become a major concern with regard to their reliability. The fatigue characteristics and microcosmic mechanism of an Al-Si-Mg alloy under multiaxial proportional loadings were investigated in this research. As low cycle fatigue life and material strengthening behavior are closely related, the effect of equivalent strain amplitude on the multiaxial fatigue properties was analyzed. Fatigue tests were conducted to determine the influence of equivalent strain amplitude on the multiaxial proportional fatigue properties. The fatigue life exhibits a stable behavior under multiaxial proportional loadings. The dislocation structures of the Al-Si-Mg alloy were observed by transmission electron microscopy (TEM). The dislocation structure evolution of the Al-Si-Mg alloy under multiaxial proportional loadings during low cycle fatigue develops step by step by increasing fatigue cycles. Simultaneously, the dislocation structure changes with the change in equivalent strain amplitude under multiaxial proportional loadings. The experimental evidence indicates that the multiaxial fatigue behavior and life are strongly dependent on the microstructure of the material, which is caused by multiaxial proportional loadings.     

喷丸强化对Al-Li-XX和2XXX铝锂合金疲劳性能的影响

为了研究喷丸强化对铝锂合金疲劳性能的影响,本文针对Al-Li-XX和2XXX两种铝锂合金开展了8组疲劳试验,对比分析了喷丸强化对不同材料、不同取向试件疲劳性能的影响,并采用DFR法进行量化表征。结果显示：Al-Li-XX合金表现出一定的各向异性,而2XXX合金则表现出较明显的各向同性;喷丸强化对两种铝锂合金L向取样的试件疲劳性能不同程度地提高,而对LT向取样试件则基本没有影响,且喷丸强化后两种材料试件的疲劳寿命分散性均不同程度地增大。本文的研究结果有望为国产大飞机结构选材、疲劳设计及工程应用提供参考。     

镁合金在大气中的腐蚀行为及其表面防护技术

镁合金由于密度小,比强度高,作为结构材料在汽车工业和电子产品领域受到广泛关注。限制镁合金进一步扩大应用的主要障碍是其差的耐腐蚀性能。镁合金主要的服役环境是在大气条件下,大气湿度、腐蚀性污染物是影响镁合金腐蚀的主要因素。在含有氯化物的环境中,镁合金呈现强的腐蚀敏感性。对于镁合金在大气环境下的腐蚀行为及其研究进展进行了综述。为了提高镁合金的耐腐蚀性能,在镁合金表面覆盖防护性膜层是有效方法。介绍了化学转化膜、阳极氧化膜、金属镀层等几种典型的镁合金表面防腐蚀处理方法。由于六价铬致癌,传统的铬酸盐表面处理工艺逐渐被限制和取缔。开发环境友好型的镁合金表面腐蚀防护技术并在工程上应用是发展趋势。     

粉末高温合金FGH97疲劳裂纹扩展行为

测定不同晶粒尺寸、γ'相以及不同Hf含量的粉末高温合金FGH97在650℃高温条件下的疲劳裂纹扩展速率,并将其与FGH95和FGH96两代粉末合金的疲劳裂纹扩展速率进行对比. 用定量分析的方法对FGH97合金在疲劳断裂各个阶段的行为特征进行分析. 较大晶粒尺寸的FGH97合金具有较低的裂纹扩展速率,合理的二次和三次γ'相匹配析出,可以获得较高的疲劳寿命;Hf元素的添加使合金的整体疲劳寿命增大;FGH97合金与FGH95和FGH96相比,具有较高的疲劳裂纹萌生抗力,更低的高温疲劳裂纹扩展速率.     

多轴非比例加载高周疲劳研究进展

综述了近年来国内外在非比例载荷下多轴高周疲劳研究的进展和现状，其中主要评述了各种多轴疲劳寿命估算方法及微观机理的研究，并提出了今后在非比例载荷下多轴高周疲劳研究工作的设想.     

新的非比例加载低周疲劳寿命估算方法

利用对 316L不锈钢多轴非比例加载低周疲劳的试验结果 ,对现有的多轴低周疲劳寿命估算方法进行了讨论 ,基于 316L不锈钢非比例加载低周疲劳的微观机理 ,选择最大剪应变以及应变路径的非比例度作为损伤参量 ,建立了基于临界面方法的新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式 ,利用新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式对寿命的预测结果表明 :新的寿命估算公式对剪切型破坏的 316L与 316LN不锈钢及拉伸型破坏的 30 4不锈钢非比例加载低周疲劳寿命预言能力比现有的临界面方法精确 .