动载滑动轴承气蚀磨损失效分析

通过对失效动载滑动轴承气蚀磨损的宏观特征分析和SEM研究发现,动载轴承气蚀失效有2种独特形貌.对合金层为3层结构的轴承气蚀失效机理进行了分析并解释了疲劳裂纹通过由不同材料构成的3层结构的变化.具有3层结构材料的合金层与单一合金层相比具有不同的裂纹生长方式,尤其是在2种材料的分界面处.分析表明:裂纹首先自摩擦层表面向里发展,当裂纹不断扩展到达摩擦层与镍栅层的结合面附近时,由于结合面的屏蔽效应转向沿与结合面平行方向扩展;除了相界裂纹,承载层中还存在第二相裂纹.图4,参10.     

91钨合金断裂行为研究

利用扫描电镜拉伸台,通过观察钨质量分数为91%,晶粒度不同的三种钨合金材料受载后裂纹生成、扩展的全过程和断口形貌,研究晶粒度对材料力学性能的影响。结果表明,晶粒度为1~3μm的钨合金表现为脆性沿晶断裂,裂纹沿着晶粒与晶粒之间的界面产生、扩展;晶粒度约为10~15μm的钨合金表现为脆性断裂,粘接相失效破坏,裂纹沿着晶粒与粘结相界面扩展;晶粒度约为30~40μm的钨合金表现为穿晶断裂,裂纹穿晶向前扩展。     

铁铬铝合金裂纹产生时的声发射

通过声发射及扫描电镜技术，了铁铬铝合金裂纹形成的条件，结果表明，合金中热应力可产生微裂纹，内应力的存在以及环境氢的渗入，通常使盘条产生纵向裂6纹；合金的失效过程是一个通过声发射释放能量的过程。     

承载Fe3Al/Al2O3复合材料失效过程声像特征

利用自行设计的多功能加载装置和扫描声学显微镜连续观察并测量了Fe3Al/Al2O3复合材料在承载条件下的失效特征并对其断裂机制进行了讨论,揭示了复合材料在大尺度范围内裂纹扩展过程和失效特征,发现材料的裂纹萌生于微缺陷和应力集中区域.裂纹扩张有明显的孕育过程和较大的孕育区.当材料承受的应变能或局部应力超过临界值时,裂纹将发生快速扩张,并最终导致失效.承载下该材料测得显微结构,当卸载后,显微结构不能恢复.     

浅析铝合金失效机理

关于铝合金失效机理一般是通过材料成分和材料的硬度来进行分析,一般来说模具材料的合金元素含量不足,或存在着不可忽视的冶金缺陷,就会导致铝合金失效。事实上失效是一个很复杂的概念,一般特点的失效机理取决于材料或结构的缺陷、材料的制造和组装过程中导致的损伤和储存以及现场使用环境等。本文着重介绍了各种可以使铝合金特性退化的失效机理。     

基于红外成像技术的铝锂合金2198疲劳裂纹监测机制研究

红外成像技术提供了一种快速、非接触、全区域的表面温度监测手段。在超声疲劳试验中,大多数金属材料均具有明显的温度效应。将采用这种技术手段系统地对铝锂合金2198-T8材料在疲劳试验过程中的升温情况开展研究。结果表明,材料从试验开始到疲劳断裂现象的发生,试件表面温度通常要经历三个阶段:快速升温阶段、缓慢升温阶段和急剧升温阶段。快速升温阶段通常与施加应力的大小有关;施加应力和疲劳微裂纹萌生是缓慢升温阶段的主要影响因素;宏观裂纹的扩展以及裂纹面之间的碰撞和摩擦则可导致材料表面的急剧升温。验证了红外成像技术在探索疲劳失效规律问题上作为一种可靠技术手段的正确性。     

多裂纹体的综合变形模量和综合泊桑比效应-计算和试验(一)

本文进行多裂纹体理论解和实验验证，探索多裂纹体的综合变形模量和综合泊桑比效 应，揭示了裂纹系的存在和裂纹在不同外载作用下的特性是影响材料宏观力学性能的重要因素．     

机械载荷作用下三维功能梯度板的断裂分析

为了深入理解功能梯度材料断裂失效问题,利用有限元方法获得了三维功能梯度材料裂纹尖端的应力强度因子,研究了功能梯度材料模量比对应力强度因子的影响,尤其是考察了不同材料属性分布形式下功能梯度材料裂纹尖端的应力强度因子.计算表明:当裂纹靠近自由表面时裂纹尖端应力强度因子表现出复杂特性;材料模量比和材料属性分布形式对应力强度因子的影响显著.     

基于LS-DYNA模拟碰撞诱发的裂纹扩展

以限位装置这一实例为研究对象,基于LS-DYNA有限元软件,根据材料的结构特性,选择了分段线性塑性材料模型,进而模拟了运动物体与限位装置碰撞产生的裂纹扩展路径.分析了不同裂纹角度、裂纹深度、失效应变以及冲击速度等4种工况下的裂纹扩展规律.研究结果表明针对本研究的限位装置,冲击速度和裂纹角度对裂纹扩展路径影响较大,而裂纹深度和失效应变对裂纹扩展路径影响较小.     

高温合金涡轮盘材料的裂纹扩展速率

用直流电位研究了高温合金涡轮盘材料的裂纹扩展速率，结果表明：高温合金涡轮盘材料的裂纺展速率快慢，不完全取决于材料强度，更主要地取决于持久塑性，在考察高温合金涡轮盘材料的裂纹扩展时，不能认速率值ｄａ／ｄＮ的绝对值来衡量，还应看裂纹扩展速率曲线的斜率是否锐减或曲线出现明显的拐点，以及曲线所对应的应力强度因子△Ｋ的范围。     

AlSn20/低碳钢复合轴瓦材料疲劳强度影响因素的研究

采用国际通用的Sapphire-Gemini滑动轴承材料疲劳试验机对复合轴瓦材料进行疲劳磨损试验。结果表明,轴瓦磨损疲劳破坏的方式为合金层产生裂纹或从钢背剥落。影响疲劳强度的主要因素是夹杂、孔穴、疏松等冶金缺陷和显微组织以及合金层与钢背的结合牢度。分析表明,裂纹源为夹杂物富集处和不规则孔穴、带尖角夹杂物处。     

冲击载荷作用下玻璃和陶瓷材料失效模式对比研究

针对玻璃和陶瓷两种材料的不同失效模式,及陶瓷中是否存在失效波现象的问题开展了数值模拟工作,得到了陶瓷和玻璃两种脆性材料在冲击载荷作用下不同的动态响应情况,从材料细观结构的角度出发,对产生不同结果的主要影响因素进行了分析,解释了相同实验条件下,陶瓷材料中没有观测到表征失效波现象的再压缩信号的原因. 分析结果表明,与能够产生失效波的玻璃材料相比,由于陶瓷材料在细观尺度上存在着尺寸较大的微裂纹,这些裂纹在冲击载荷作用下快速生长,致使材料损伤发展的延迟时间很短,所以实验中没有观测到陶瓷材料中的失效波现象.      

GH36合金持久缺口敏感性与蠕变和疲劳及其交互作用下的裂纹扩展速率

研究了GH36合金持久缺口敏感性对裂纹扩展速率的影响。结果表明:通过软化的热处理制度来改善材料的持久塑性达到消除持久缺口敏感性的目的,对在蠕变或以蠕变为主的应力条件下延缓裂纹的扩展具有重要意义;而在低周疲劳或以疲劳为主的应力条件下,裂纹扩展速率对强度敏感,而与材料是否存在持久缺口敏感性无关;提高强度可显著提高材料的抗低周疲劳裂纹扩展能力。为使材料在蠕变、疲劳以及蠕变疲劳交互作用下都只有高的抗裂纹扩展能力,应对材料进行强韧化。     

挖掘机回转铁道断裂失效分析

针对一挖掘机回转铁道的早期断裂失效现象进行了研究，分别从材料成分，组织，性能，生产工艺及使用环境因素等方面分析了失效工和失效机理，认为由于生产过程中焊接操作不当对一次焊缝区的组织及性能产生了不利的影响，并产生了裂纹挖补后在残余应力及环境因素的综合作用下导致理危性断裂，并提出了相应的预防措施。     

扫描电镜（SEM）在失效分析中的应用

扫描电镜是材料研究和分析的重要手段．综合论述了扫描电镜在金属材料失效分析中的应用。     

基于声发射监测的316LN不锈钢的疲劳损伤评价

疲劳裂纹的萌生与扩展容易导致压力容器及管道的严重疲劳失效.因此就设备的安全可靠性而言,非常有必要对疲劳裂纹扩展过程进行监测,并对疲劳损伤程度进行评估.本文针对316LN不锈钢材料进行疲劳实验研究,利用直流电位法测量实验中的裂纹长度,得到了材料的疲劳裂纹扩展曲线.利用声发射技术对疲劳裂纹扩展过程进行监测,通过声发射多参数分析对疲劳损伤状态进行评价,同时建立了声发射参数与线弹性断裂力学参数之间的关系,并进行寿命预测.研究表明:声发射能够对316LN不锈钢的疲劳裂纹损伤进行有效评估,声发射累积参数如累积计数、累积能量和累积幅值曲线上的转折点标志着疲劳裂纹进入快速扩展阶段,这可以为工程人员提供失效预警;声发射波形和频谱分析表明,噪声信号的幅值较小且信号持续时间较长,信号包含的频率成分比较复杂,而裂纹扩展信号是突发型信号,衰减较快,信号频率主要集中在80～170 kHz范围内;声发射计数率、能量率和幅值率与应力强度因子幅度以及疲劳裂纹扩展速率之间呈线性关系,裂纹长度预测结果与实测值接近.本研究工作对于工程结构的疲劳失效预警和剩余寿命预测具有重要意义.     

拉伸圆孔板孔边裂纹应力强度因子解析解

裂纹尖端应力强度因子是判断裂纹扩展和结构失效的重要标准,探究拉伸荷载下圆孔与裂纹相互作用的裂纹尖端应力强度因子对材料断裂准则和残余强度分析具有重要意义。基于叠加原理和弹性力学初始解,采用Westergaard应力函数求得单轴拉伸圆孔板孔边裂纹应力强度因子的积分方程,使用切比雪夫多项式得到积分方程的近似解,运用Exponential函数对近似解修正得到裂纹尖端应力强度因子修正解;运用Abaqus对同一问题进行模拟分析并与修正解结果进行对比;分析了裂纹尺寸、圆孔半径、裂纹位置角以及裂纹倾角对裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明：修正解与Abaqus模拟解基本吻合;应力强度因子随裂纹尺寸和圆孔半径增大而增大,随裂纹位置角和裂纹倾角增大而减小。     

粉末冶金气门座圈裂纹成因分析

采用力学、物理性能测试,金相、扫描电镜、能谱和X衍射分析研究了气门座圈产品失效的主要原因.研究结果表明,失效座圈合金的密度(7.26 g/cm3),洛氏硬度(40.0)和压溃强度(740 MPa)均稍低于正常产品的密度(7.38 g/cm3)、洛氏硬度(46.0)和压溃强度(760 MPa);样品上部平行于表面有细微的分层断面,断面上有大量疏松颗粒、二次裂纹和少量夹杂物;密实工艺不当,造成微观疏松,是座圈失效的直接原因;合金中断口处K和Ca的含量分别达到1.37%,1.61%,导致液态金属脆化,是座圈失效的另一原因.     

在役12Cr1MoV钢管材的性能劣化及其损伤机制

对某热电厂在役主蒸汽管母材12Cr1MoV试样进行了短时力学性能测试，对试样的金相和断口进行了电子显微图谱分析，评价并研究了管材在高温下的蠕变损伤及断裂失效机制，分析结果表明：使用管常温冲击韧性的剧减可归因于微裂纹的迅速扩展；应变率较小的失效过程则由孔洞的聚集生长和管材有效截面的减缩机制机制；Cr,Mn等合金元素在晶界碳化物中的富集度可作为表征材料损伤形核程度的参数，并用以估算损伤孕育时间。     

回火对微合金管线钢疲劳裂纹扩展行为的影响

采用MTS858电液伺服万能试验机、扫描电镜及透射电镜研究回火对一种高强度微合金管线钢疲劳裂纹扩展行为的影响。研究结果表明:回火可提高微合金管线钢疲劳裂纹扩展的门槛值,降低疲劳裂纹扩展速率,但对裂纹扩展稳态区的扩展速率影响不大;回火使碳氮化物沉淀析出、晶间马氏体/奥氏体(M/A)组元由岛状转变为点状及细条状,形成马氏体薄膜结构,阻碍变形和裂纹在材料中扩展,增加裂纹的偏折程度;在控轧控冷终冷温度进行2～4 h回火热处理,可以提高微合金管线钢强韧性和抗疲劳裂纹扩展能力。