Mg-Al-Si(AS)系耐热镁合金的研究进展

回顾了AS系镁合金近年来的研究进展,包括成形工艺和热处理以及合金化元素对AS系耐热镁合金显微组织和力学性能的影响。使AS系耐热镁合金主要的强化相Mg2Si晶粒细化,并均匀分布是提高其性能的关键。利用往复挤压等技术和适当的热处理工艺可以改善铸造AS系耐热镁合金性能的微观组织,添加适量的Ca、Sr、Sb、Nd和Y等元素也可以细化Mg2Si晶粒,提高其高温蠕变性能。     

Mg、Zr对GH_(33)A合金高温疲劳以及静、动态蠕变行为的影响

本文研究了含Mg、Zr与不含Mg、Zr两种GH33A合金的高温疲劳和静、动态蠕变行为。结果表明,微量元素Mg、Zr对提高疲劳性能不显著,也不能改善疲劳缺口敏感性。缺口疲劳性能取决于缺口的几何参数Kt与λ,材料的光滑疲劳极限和平均晶粒尺寸微量元素Mg、Zr的良好作用主要表现在静态蠕变条件下,充分发展和延长了蠕变第Ⅱ和第Ⅲ阶段,增加蠕变断裂延伸率,并大大提高断裂寿命。这种良好作用在恒载且迭加有疲劳交变应力的动态蠕变条件下仍然保持。     

HR3C奥氏体耐热钢晶界蠕变损伤的电子背散射衍射分析

对不同条件下的HR3C奥氏体耐热钢蠕变试样进行性能测试和微观结构观察,研究奥氏体耐热不锈钢蠕变沿晶破坏行为和损伤特征。电子背散射衍射（EBSD）分析结果表明,不同蠕变速度下材料的晶粒尺寸基本不变,未产生择优取向,但高蠕变速度条件下部分孪晶界演变成一般晶界,而低蠕变速度下原始孪晶结构基本保持不变。EBSD分析结果清楚地反映了微观蠕变应变的不均匀性。沿晶微裂纹和蠕变空洞的产生和扩展是最显著的损伤特征,这些损伤现象与不同蠕变速度下的蠕变机制及晶界性质密切相关。     

高强度Q460钢高温蠕变性能

为了研究高强度Q460钢的高温蠕变对钢结构抗火性能的影响,采用高温蠕变试验装置测试了高温下高强度Q460钢材在不同应力水平下的蠕变应变随时间的变化曲线.根据试验数据,在现有蠕变模型的基础上拟合了高强度Q460钢材的高温蠕变模型.在有限元结构分析中引入钢材高温材料力学性能和蠕变参数,分析了考虑高温蠕变后轴心受力Q460钢柱的抗火性能.研究表明,高强度Q460钢材在高温和应力作用下具有明显的蠕变变形,在同一温度和时间下,蠕变应变随应力水平的提高明显增加;考虑蠕变效应后,在标准(ISO-834)的升温条件下,钢柱的耐火极限明显降低;在恒定温度下,钢柱的极限承载力随着时间的增加急剧降低,因而结构的抗火承载力设计需要考虑受火时间的影响.     

SBS改性沥青混合料高温性能多指标综合评价

通过室内车辙试验以及静态蠕变、动态蠕变试验,研究了混合料在特定温度和压力等条件下的变形特性,全面考察了沥青混合料的高温性能,提出宜采用车辙动稳定度、相对变形、静态蠕变劲度和动态蠕变劲度等指标对混合料高温性能进行多指标综合评价;相关分析表明,不同厚度试件(50,70 mm)的车辙动稳定度以及相对变形均表现出较好的线性相关性,试验温度40 ℃的条件下的静态蠕变劲度和动态蠕变劲度之间也表现出较好的线性关系.     

关于金属蠕变的机构

在实践中我们经常遇到的是有多晶结构的实际金属,因此就不可能脱离金属实际结构的特点来解释其蠕变性能. 金属在蠕变条件下的范性形变及断裂是耐热性问题中最重要的问题之一.虽然在这方面已有过大量理论或实验的工作,但是问题本身还是很不清楚的.这个情     

Mg-6Zn-(Al,Ca)镁合金显微组织及力学性能

利用WD-10A电子拉伸试验机和RD2-3型蠕变试验机对Mg-6Zn-(Al,Ca)系列镁合金的力学拉伸强度及高温蠕变性能进行测试,研究其显微组织对高温性能的影响,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析等方法进行分析表征.研究结果表明,Mg-6Zn-2Al-0.3Mn(ZA62)具有较好的综合力学性能,其铸态显微组织主要由α-Mg基体和致密片状Mg51Zn20共晶相组成.少量Ca加入ZA62合金后,抑制了Mg51Zn20相的析出,并代之形成了含Ca的MgZn相和τ相.随Ca加入量增加,晶间相的数量增加,合金组织中出现另一热稳定四元Mg-Zn-Al-Ca化合物相.当w(Ca)>0.5%时,合金晶粒显著细化.随Ca含量增加,合金常温拉伸强度和塑性呈下降趋势,基体显微硬度减小.加入Ca提高了合金高温拉伸强度,改善了合金蠕变性能.在175℃/70 MPa条件下,合金蠕变性能受合金晶粒尺寸影响,随晶粒尺寸的减小,蠕变变形量增加.     

基于分数阶导数的软土非线性流变本构模型

基于分数阶导数理论构建了新的五元件非线性流变本构模型,给出了该模型的理论解,利用该模型对不同应力水平条件下的香港海相软土和上海淤泥质黏土的试验结果进行了拟合分析.研究结果表明,在低应力条件下,串联的变系数黏壶关闭,模型能够更加精确地描述软土的瞬时蠕变、衰减蠕变和稳态蠕变特性;在高应力条件下,变系数黏壶元件参与工作,模型能够较好地描述软土的加速蠕变特性.并且模型参数较少,确定方法简单,具有较为广泛的适用性.     

辽西花岗岩三轴蠕变时效性试验

为研究辽西花岗岩的工程力学性能,采用TAW-2000电液伺服岩石三轴仪,对辽西花岗岩试样分别进行了围压为5 MPa、10 MPa和20 MPa条件下的三轴蠕变实验.基于不同围压条件下的三轴蠕变试验数据,绘制辽西花岗岩的三轴蠕变曲线、等时应力应变曲线和蠕变速率曲线,分析试样的蠕变起始应力和长期强度.研究结果表明:等时应力应变与蠕变速率相结合的方法能更好地描述蠕变的发展过程、变形特征和蠕变阶段.随着围压的增加,蠕变速率的波动范围减小,加速蠕变段的发展过程更为平稳,蠕变破坏经历的时间也更长.实验数据的统计分析结果表明:试样的蠕变长期强度阈值为(0.7~0.8)(σ1-σ3).     

机械零件在持久高温工作条件下的蠕变

论述了零件在持久高温工作条件下的蠕变机理,提出了建立蠕变函数的3种假设,通过对等时蠕变曲线和时间函数的研究,得出蠕变方程和松弛方程,进而作出蠕变曲线和松弛曲线,并指出大量实验的数据与理论研究结果的一致性.     

沥青动静态加载条件下的黏弹模型及模型普适性

使用动态剪切流变仪(DSR)对沥青进行多温度条件下的动态频率扫描和静态蠕变试验,分别使用多种经典模型和分数阶导数模型描述沥青频率扫描下的黏弹性能,使用经典模型描述沥青静态蠕变行为,对模型参数进行分析,并建立同时满足频率扫描和蠕变试验的普适模型.结果表明:在动态条件下经典模型描述沥青流变行为有波动,而分数阶导数模型具有很...     

考虑应力松弛的涡轮盘蠕变-疲劳寿命快速预估方法

对于航空发动机涡轮盘来说,主要存在蠕变失效和疲劳失效这两种失效模式;在循环工作条件下,蠕变损伤和疲劳损伤不断累积,且蠕变损伤和疲劳损伤存在交互作用.此外,由于金属材料在高温和高应力下存在明显的蠕变变形,从而造成涡轮盘存在应力松弛现象.因此,蠕变-疲劳损伤分析就成为涡轮盘寿命预测的重要组成部分.基于线性损伤累积理论,提出了在典型梯形循环转速谱作用下考虑应力松弛的涡轮盘蠕变-疲劳寿命的工程化快速算法.并利用算例验证了该方法的有效性.     

在铜合金上获得Ni-Fe合金镀层的电镀工艺研究

研究了适用于连铸机结晶器的Ｎｉ－Ｆｅ合金单层电镀技术的工艺及配方，以及镀层的硬度、耐磨耗性能、耐热性能及耐热冲击性能，结果表明。在本工艺条件下获得的含３％～５％Ｆｅ的Ｎｉ－Ｆｅ合金镀层。其硬度、耐磨耗性能、耐热性能及耐热冲击性能最佳。耐磨性比原来提高两倍。     

不均质材料的蠕变断裂力学参量

研究材料性能不匹配对单轴带焊缝试样的应力场及时间相关断裂力学参量的影响，检验了基于加载线位移的C估算公式的适用性.计算表明，在大范围蠕变条件下带硬焊缝试样的C值比单一焊缝金属的C值要高得多，而在小范围蠕变条件下材性不匹配对C(t)的影响极小.为此，建议对ASTME1457推荐的C计算式进行修正，以正确演绎焊接试样的蠕变裂纹扩展行为.     

油膜轴承衬套巴氏合金蠕变有限元分析

通过轧机油膜试验台承载区运行温度测试以及油膜压力计算程序,得到承载区不同位置的温度与压力,并根据蠕变拉伸试验得到Graham方程的蠕变系数。基于ANSYS软件平台,模拟油膜轴承衬套巴氏合金在实际工作条件下的蠕变过程。模拟结果表明:油膜轴承衬套巴氏合金在实际工作条件下发生了蠕变,油膜压力对其蠕变有较大影响,在油膜压力较小区域温度对衬套巴氏合金的蠕变有一定影响;最大蠕变应力发生在油膜压力和温度最大的区域,且其随着半径的增加而逐渐减少。     

金属玻璃Fe_(75)Mo_3Si_5B_(17)的微蠕变和内耗研究

研究了金属玻璃Fe_(75)Mo_3Si_5B_(17)由室温至500℃范围内的微蠕变和内耗.发现在结构弛豫过程中在较低温度的微蠕变回复能达到零,反映滞弹性性质;在较高温度则不能达到零,反映粘弹性性质.微蠕变的平均激活能为1.73eV.整个内耗曲线随频率增加向高温移动,具有弛豫型特征,激活能有一较宽分布.讨论了微蠕变和内耗的微观机制.     

高分子材料的极限断裂和破坏性能的研究——(Ⅲ)一种蠕变持久性直线外推的新方法

对当前高分子材料蠕变持久性的测定方法进行了总结,指出了半对数和双对数作图直线外推法的局限性。根据高聚物处于不同力学状态具有不同断裂机理,提出了三种蠕变持久性表征方法:1)准脆性状态下粘弹性蠕变持久性表征作图法;2)受迫高弹状态下银纹和屈服断裂表征作图法;3)高弹状态下蠕变塑性流动断裂表征作图法。并以三种不同类型高聚物(半晶态、玻璃态和弹性体)大量的蠕变断裂力学性能实验数据加以验证,讨论了它们的适用范围。最后提出了一种适用于较宽应力和断裂时间范围的蠕变持久性直线外推的新方法,该法能较好地预测具有粘弹性断裂特征的高密度聚乙烯蠕变持久性。     

深部花岗岩50℃卸荷蠕变试验研究

为研究深部花岗岩在温度作用下的卸荷蠕变特性,采用岩石全自动三轴流变仪开展了花岗岩在温度50℃、围压10、20、30 MPa条件下的卸荷蠕变试验,分析了花岗岩高温卸荷蠕变特征、宏观破坏模式和微细观损伤破坏机理.试验结果表明:在温度效应条件下,花岗岩高压卸荷蠕变会产生较大变形;50℃卸荷蠕变条件下,花岗岩的蠕变性能随着围压的卸载而呈指数变化,初始卸荷围压越高,花岗岩越早出现蠕变变形;花岗岩高温卸荷蠕变破坏模式主要为共轭剪切破坏,蠕变作用促使岩石内部损伤裂隙扩展并形成裂隙面而失效破坏;岩石高温卸荷蠕变破坏强度约为常温三轴强度的1/3,其黏聚力和内摩擦角也比常规指标减少30%以上.     

储能飞轮轮毂的蠕变温度特性与蠕变影响

为提高储能飞轮可靠性,并延长寿命,研究了储能飞轮铝合金轮毂的蠕变温度特性。采用宏观唯像分析方法,通过轮毂在不同温度、不同转速下的蠕变实验,拟合了包含应力、时间、温度等变量在内的完整的反映飞轮轮毂在低温条件下(75℃以下)蠕变规律的蠕变方程。并用有限元分析的方法对飞轮轮毂在工作条件下的蠕变过程进行了模拟。分析结果表明,在40℃的高真空环境下以转速5×104r/m in运行的储能飞轮,在20 a的寿命期内可以忽略铝合金材料蠕变因素对其强度和寿命的影响。     

侧压竹集成材梁长期受弯性能试验研究

竹集成材是一种将竹材加工成竹片并进行干燥、胶合而成的层集材.本文共进行了3组侧压竹集成材的长期受弯性能试验研究,长期试验开始前通过试验确定梁的受弯极限承载力,以此作为确定长期荷载施加值的依据.长期试验的持续时间为8个月,在此期间,得到了侧压竹集成材梁不同应力条件下的蠕变变形实测数据.研究表明:在不同应力水平下,构件的蠕变变形曲线与典型的蠕变变形曲线较为接近;应力水平对侧压竹集成材梁蠕变变形有着重要的影响,应力水平低,蠕变变形程度相对较小,当加载水平高于正常使用荷载时,其蠕变变形的发展更为明显;在实际工程设计中,应考虑侧压竹集成材梁在高应力水平的长期荷载作用下蠕变破坏的可能;侧压竹集成材梁的正常使用荷载标准值取极限承载力的45%更为经济.