780MPa级热镀锌冷轧双相钢断裂过程的原位观察

制备780 MPa级热镀锌冷轧双相钢,并对其组织性能进行测试分析;采用原位拉伸实验观察裂纹的萌生及扩展行为。研究结果表明:实验钢经热处理后获得铁素体+马氏体的双相组织;抗拉强度为789 MPa,屈强比为0.56,伸长率为23%,具有较好的力学性能;裂纹可以在铁素体内部或在铁素体-马氏体两相界上萌生;裂纹在扩展过程中遇到硬相马氏体岛时,会沿着马氏体岛的边缘绕过;铁素体产生的塑性变形能够减弱裂纹附近的局部应力集中,减缓裂纹扩展。双相钢的断口形貌是韧窝型,断裂形式属于塑性断裂。     

1 200 MPa级超高强度钢板冲压成形性能及其断裂机理的实验研究

通过圆筒拉深试验研究了1 200 MPa级超高强度双相钢板（DP1200）和纯马氏体钢板（M1200）的极限拉深成形性能,采用扫描电子显微镜观察分析了钢板的微观组织形貌与结构,探讨了其微观组织结构与断裂机理的关系.结果表明：DP1200和M1200的极限拉延比分别为2.03和1.99,其单向拉伸性能不能准确地反映钢板材料在复杂应力状态下的成形性能;2种钢板的断裂模式均为断口分布着大量韧窝的韧性断裂,但其裂纹扩展机理不同.DP1200中的裂纹是以沿铁素体/马氏体相界为主,兼有穿过马氏体相并扩展的失效模式;而M1200钢中的裂纹是沿马氏体晶界扩展的失效模式.     

含镍合金球墨铸铁的拉伸断裂行为分析

用扫描电镜研究了含镍合金球铁的拉伸断口特性，根据其延伸率可判断其断裂属于脆性断裂，微观断裂机理是准解理加少部分剪断（有韧窝），韧窝主要分布在石墨球周围的基体中；贝氏体或马氏体针片的细化程度和残奥对主裂纹的扩展有较大影响。用层磨断口及深腐蚀技术，研究了二次裂纹的起裂特点，发现了二次裂纹的萌生有三种方式，用振动汽蚀机测定了合金球铁的抗汽蚀性，指出贝氏体或马氏体针愈细小，分布愈散乱，其抗汽蚀性愈好。还用ＳＥＭ分析了汽蚀裂纹的起裂和扩展特性。     

碳氮共渗层残留奥氏体对疲劳裂纹扩展抗力的影响

采用表面裂纹法研究了残留奥氏体在碳氮共渗层中疲劳裂纹的扩展行为，证实残留奥氏体在疲劳裂纹扩展过程中会形成应变诱发马氏体，从而导致疲劳裂纹扩展速率明显降低．通过裂纹前端塑性区的能量估算，指出上述现象是由于应变诱发马氏体时吸收大量能量的结果．     

低碳微合金双相钢拉伸断裂过程的动态观察

本文采用配备有拉伸装置的扫描电镜上连续地跟踪观察铁素体-马氏体双相组织在拉伸过程中微观断裂过程,并分析讨论了微裂纹的萌核与扩展条件及微观组织因素的影响。结果表明:双相钢的微观断裂机制是轴向应力和塑性座变的交互作用的结果。双相热处理工艺通过马氏体含碳量与体积率改变铁素体相的强度和变形行为以影响断裂机制。回火则由于碳化物在两相界面处析出与松驰应力集中而抑制显微裂纹的萌核与扩展。     

30CrMnSiNi_2A和T_(12)钢的冲击裂纹形成与扩展的试验研究

用自动冲击试验机和扫描电子显微镜,采用多试样冲击和剖面金相法,研究了具有回火马氏体(30CrMnSiNi_2A),片状珠光体(T_12)组织的两种钢在冲击载荷作用下裂纹形成及扩展的过程,探讨了冲击裂纹形成载荷与断裂最大载荷之间的关系。结果表明:在冲击载荷作用下,不同组织裂纹萌生与扩展的方式并不一样,且冲击裂纹形成不是在冲击断裂最     

低碳马氏体型超高强度钢的组织结构和疲劳断裂行为

本文在低碳马氏体型超高强度钢强韧性规律研究的基础上,系统地研究了疲劳断裂规律。试验结果表明,典型钢种25Si2Mn2CrNiMoV通过950℃加热油淬350℃回火,其疲劳强度(σ_(-1),σ_(-1N)等)和裂纹扩展抗力(dα/dN,ΔK_(th)等)可以实现最优化。通过对疲劳裂纹的原位透射电子显微分析,发现了疲劳裂纹尖端塑性区内板条马氏体晶体交界处的残余奥氏体薄膜发生应变诱发马氏体相变,观察到疲劳裂纹扩展过程中组织结构的变化情况,从而讨论了显微组织结构与疲劳断裂行为的对应关系。     

SiC_w／ZTA（Y）陶瓷基复合材料断裂特性的研究

本文研究了一种新型的陶瓷基复合材料－ＳｉＣ晶须补强ＺＴＡ（Ｙ）陶瓷材料的断裂特性．分析表明，复台材料基体以解理断裂为主，沿晶断裂出现在晶粒粗大的场合．断裂过程中发生了ＺｒＯ２（ｔ）→ＺｒＯ２（ｍ）的马氏体相交．断裂时晶须的拔出是明显的，晶须引入基体的张应力将使裂纹扩展途径更为曲析，这都将有利于复合材料断裂韧性的增加．     

深冷处理对EA4T车轴钢马氏体组织及短裂纹行为的影响

利用光学显微镜(OM)、维氏硬度计、X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射(EBSD)技术等,开展深冷处理与回火顺序对EA4T车轴钢马氏体组织及其疲劳断裂性能影响的研究。研究结果表明：无论是“回火+深冷”处理还是“深冷+回火”处理,均能有效细化材料的微观组织,从而提高硬度和位错密度,但组织中含量较少的残余奥氏体无法通过深冷处理继续向马氏体转化;相对而言,经“深冷+回火”处理的试样晶粒尺寸细化效果最佳,且小角度晶界占比最多,可有效抑制裂纹的萌生;经“深冷+回火”处理后,材料微观组织对裂纹扩展的阻碍作用最强,裂纹扩展速率的下降更明显,疲劳断裂性能相对更优。     

复相钢的疲劳小裂纹扩展实验研究

用塑料复型法对马氏体＋贝氏体复相钢小裂纹的扩展特性进行了实验研究，实验表明，塑料复性法是监测小裂纹的有效手段，小裂纹主要在缺口表面初始缺陷（如夹杂物）处萌生；在裂纹较小阶段、疲劳小裂纹的扩展受显微组织与多相界的影响。     

轴承钢中M/B复合组织形态及其断裂机理

研究含碳量对钢中马氏体／贝氏体（Ｍ／Ｂ）复合组织形态和断裂机理的影响。试验结果表明，由于钢中含碳量不同，下贝氏体形成特点存在差异，使贝氏体分布发生变化，从而导致不同含碳量Ｍ／Ｂ复合组织断裂机理的差异。轴承钢中Ｍ／Ｂ复合组织对强韧性的主要贡献应归功于下贝氏体对裂纹扩展的阻碍作用，同时还与下贝氏体在组织的分布有关。     

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。     

16Mn钢焊接件疲劳裂纹萌生与扩展观察

该文对16Mn钢对焊接头的焊缝及热影响区（HAZ）中疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了研究。结果发现，疲劳裂纹的萌生与扩展与铁素体组织有关，由于焊接热影响区显微组织的不均匀性，使疲劳裂纹的扩展机制具有某些特殊性。疲劳裂纹扩展阶段裂纹尖端附近为形成于铁素体晶粒内的位错胞及亚晶。在疲劳断裂的各个阶段，其断裂机制是变化的。     

岩石Ⅱ型裂纹扩展的一般规律

对大理岩Ⅱ型裂纹的扩展规律进行了实验研究，认为岩石Ⅱ型裂纹的扩展具有机理完全不同的Ⅰ型、Ⅰ－Ⅱ复合型及Ⅱ型３种断裂形式，因而有３个不同的剪切断裂韧性及在纯剪断裂条件下，由此认为剪切裂纹的扩展应有３个不同的判据。     

热机械循环迭加对断裂寿命及断裂行为的影响

在分析热机械疲劳应力状态基础上，测定了热机械疲劳断裂寿命曲线，并研究了断裂特征行为对热机械循环迭加方式的依赖关系．蠕变裂纹萌生与疲劳裂纹扩展是在具有大应变幅的反相迭加（Ｏｕｔ０６ｐｈａｓｅ）条件下试样断裂主要机制．降低热循环范围的最低温度导致疲劳裂纹萌生及扩展，从而加速了穿晶疲劳断裂过程，降低了断裂寿命．晶界上分布的非金属夹杂物诱发沿晶开裂，但晶内夹杂物对穿晶裂纹扩展过程影响不大．减少或消除非金属夹杂物含量有益于提高工程合金断裂抗力．     

用表面裂纹法研究表面强化层的疲劳裂纹扩展抗力

本文采用表面裂纹法研究了碳氮共渗、氮化及滚压强化层的疲劳裂纹扩展抗力。与常规的紧凑拉伸试验法相比，前者能灵敏地反映出表面强化层组织及性能的影响，后者却难于实现。试验证实碳氮共渗层中由于残留奥氏体应变诱发马氏体，导致疲劳裂纹扩展抗力提高；滚压强化及渗氮均能提高表面压应力，也使疲劳裂纹扩展抗力明显提高。     

弹击Ly12矩形靶板的裂纹和塑性区的特征分析

用金相学和云纹法分析了予应力Ｌｙ１２矩形靶承受高速弹体穿击区周围裂纹的萌生，扩展和断裂过程，扩展状态和破坏特征，研究表明：冲击载荷引起第２相粒子的振动，形成空洞是裂纹起裂的主要因素，空洞连接成串导致裂纹扩展和断裂；由于ｌｙ１２的第２相位粒子多处于晶界处，导致材料发生洞晶断裂，裂纹尖端塑性区分布成蝶形，裂纹两侧及与裂尖成４５°方向材料的塑性应变较大，裂尖正前向较远处塑性应变小。     

高强度螺栓的静拉伸断裂分析

本文用20Mn_2TiB、16CrMnB和40Cr钢制成的M24的10.9和12.9级高强度螺栓,进行静拉伸试验、偏斜角度为0°、5°和10°,测定其螺纹断裂强度和断面收缩率;对静拉伸载荷下的断裂过程、方式和特征进行宏观和微观观测分析。根据这些试验结果讨论了高强度螺栓是否要淬透问题,对ISO898/1—1978关于高强度螺栓的淬透性要求提出了商榷意见,并讨论了低碳马氏体高强度螺栓的优越性。试验结果表明:高强度螺栓断裂时,主裂纹往往在螺母下1～3扣萌生,而且裂纹沅一般是从牙沟亚表面萌生,向中心扩展的,剪切唇和稳定扩展区的总厚度一般小于螺纹内径的1/2。所以,在保证静强度满足设计要求前提下,只要获得一定层深全马氏体层,螺纹即具备良好的抗裂纹萌生和稳定扩展的能力,不必追求螺栓截面基本淬透。     

脆性材料复合裂纹断裂判据研究

研究了混凝土等拉压强度不等的脆性材料在平面应力和平面应变情况下裂纹附近的塑性区的范围，并给出了相应的表达式；运用在一定外力作用下物体内等效应力作为断裂判据，推测含复合裂纹的脆性材料的裂纹扩展时的临界条件相扩展方向，计算了试件在6个不同裂纹角时断裂角的大小，其结果与最大周向正应力理论判据、最小应变能密度理论判据及实验结果比较，说明用最小等效应力作为含复合裂纹的脆性材料的裂纹断裂判据是可行的．     

钢制气体管道动态裂纹扩展的温度效应

针对发生在钢制气体传输管道中的动态断裂问题，采用节点力释放技术和生成模式，分析了温度效应对动态裂纹扩展的影响。结果表明，当裂纹扩展速度为６００ｍ／ｓ时，鲜明尖区域温度升高达９０℃以上。并导致能量释放率明显的下降，降幅达１２％，因此，在分析钢制气体管道裂纹扩展时不能忽略裂尖区域温度升高对动态断裂行为的影响。