压应力条件下缺口产生疲劳裂纹的研究

对超高强钢和铝合金的研究表明,在压—压交变载荷下缺口前端能引发疲劳裂纹,但其门槛值比拉应力高三倍。压应力下缺口裂纹长到一定尺寸(如0.2～0.5mm)后就将停止扩展。如果压应力的最小载荷(绝对值)接近零,则裂纹容易形成(门栏值和拉应力相近),且能扩展较长的距离。     

氢对纯铁弹性模量的影响

解出了应力作用下梁的横向振动方程,结果表明,E=C(σ)ω~2,E是扬氏模量,C是应力σ的函数,ω是样品的固有频率。同时测量基波和高次谐波的频率,就可用计算机求出E和σ。 用静电激发调频检测法对比研究了电解充氢和人为部分应力松弛对纯铁扬氏模量的影响,结果表明:电解充氢能导致应力部分松弛,从而引起表观弹性模量的下降;在充氢和人为部分应力松弛后的室温时效过程中,应力都有部分回升,E也都升高0.1-0.3％;用排油取气法测得室温放出的氢量为7-8wppm,即7-8wppm的氢对和原子键合力有关弹性模量没有明显影响。 也应用悬丝共振法研究了氢对纯铁弹性模量的影响并获得了同样的结果。     

加载速率对低合金钢缺口断裂行为的影响

通过对低合金钢(FCW-62)在-100℃1～500mm/min不同加载速率下缺口试样四点弯曲实验及断裂应的测量,研究了加载速率对低合金钢缺口试样断裂行为的影响.结果表明:加载速率较低时,断裂应力较高;加载速率较高时,断裂应力较低.断裂应力的变化是由断裂的临界事件随加载速率的变化引起的,并且当临界事件相同时断裂应力不随加载速率变化.当加载速率在30mm/min左右时,缺口韧性随加载速率的增加迅速下降,这是由于断裂应力在此时发生了突然改变.     

磁场促进位错发射和运动的TEM原位研究

退火纯铁试样在磁场中拉伸时,上屈服点消失而下屈服点下降。这就间接表明,磁场的存在能降低位错运动的阻力,促进位错的发射、增殖和运动。研究位错发射、增殖和运动最直接的方法是在透射电镜(TEM)中原位拉伸。但由于无法在TEM中外加高磁场,因而国内外一直无人利用TEM原位研究磁场对位错发射、增殖和运动的影响。我们设计了一个恒位移加载台,已用它原位研究了应力腐蚀过程中位错的发射、增殖和运动。利用这个加载台,可在TEM中原位研究磁场对位错发射、增殖和运动的影响。最初用高纯铁进行实验,发现磁场确实能促进位错发射和运动。但由于纯铁试样的TEM图片质量不高,故改用铁镍合金。本文将首先报道磁场对铁镍合金位错发射、增殖和运动的影响。     

形状退磁因子对层状磁电复合材料的影响

传统层状磁电复合材料理论模型认为层状磁电复合材料的磁电性能只与压电和压磁原材料以及层厚比有关, 而与其面内尺寸(长度和宽度)无关. 研究了面内尺寸对层状磁电复合材料的磁电性能的影响. 结果表明, 层状磁电复合材料的磁电性能强烈依赖于其面内尺寸, 根本原因是由于尺寸的变化导致了形状退磁因子的变化, 从而引起磁电性能的变化. 从理论和实验上证明了随着面内尺寸的变化, 磁电性能将明显变化. 随着面内尺寸的增加, 层状磁电复合材料的磁电性能将逐渐增加. 这可为磁电器件的合理设计提供依据并推动磁电器件的发展.     

氢鼓泡的形核、长大和开裂

用显微镜原位观察了车轮钢中氢鼓泡的长大过程, 用块状非晶观察了氢鼓泡破裂后的局部断口形貌. 结果表明, 氢鼓泡形核、长大和开裂的过程如下: 氢使过饱和空位浓度急剧升高, 空位聚集成空位团后, 随着空位和氢的不断进入长大成氢鼓泡. 随氢压升高, 基体变形可使近表面鼓泡鼓出表面; 氢压进一步升高可使鼓泡开裂, 体积增大使氢压下降引起止裂; 随氢进入氢压进一步升高, 可使止裂裂纹重新扩展直至鼓泡破裂.     

薄膜裂尖区域的减薄过程和薄区内的应变

在透射电子显微镜下,首先观察了３１０不锈钢和纯铝的减薄方式：一是Ⅲ型裂纹的剪切方式,二是Ⅰ型裂纹的撕开方式。利用微衍射技术分别测量了韧性材料纯铝和脆性材料ＴｉＡｌ合金中裂尖区的平均应变。测量结果表明,裂尖前方的应变可高达０．０５以上。     

吸附促进位错发射、增殖和运动的TEM观察

由液体金属脆断的断裂韧性K_(IC)(L)可算出裂纹扩展的阻力R=(1-v~2)K_(IC)~2(L)/E,它比材料的表面能γ大1～3个数量级.因而不能用Griffith脆性断裂理论R=2γ来描述,只能用Orowan理论,即R=2γ_(eff)=2γ γ_p,其中γ_p 为局部塑性变形功. 对于液体金属脆,实验测出塑性变形功γ_p=(10～1000)γ.这表明,液体金属吸附而导致脆断的过程伴随大量的局部塑性变形,而且断裂能主要消耗在局部塑性变形上.     

α-Ti在甲醇溶液中应力腐蚀敏感性和钝化膜应力随电位变化的一致性

利用α-Ti在甲醇溶液中恒电位腐蚀形成钝化膜前后流变应力之差可直接测量钝化膜引起的平均应力.用X射线光电子能谱(XPS)研究了钝化膜的成分.结果表明,当腐蚀电位V≥-240mV时,钝化膜产生拉应力,且随电位下降,膜致拉应力逐渐下降;当电位V≤-280mV时,钝化膜引起压应力.α-Ti在甲醇溶液中应力腐蚀(SCC)敏感性随外电位的变化和膜致应力的变化相一致.当膜致应力是压应力时,不发生SCC;随膜致拉应力升高,SCC敏感性也升高.