2219铝合金VPTIG焊接头的低温断裂韧性

采用裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)试验研究了高强2219铝合金变极性钨极氩弧焊(variable polarity tungsten inert gas welding,VPTIG)接头各部位的低温断裂韧性,利用扫描电镜对各部位的CTOD试验断口特征进行分析,并结合金相组织进一步阐明组织与断裂韧性的关联.研究结果表明,2219铝合金VPTIG焊接头各部位表现出不同的低温断裂韧性,熔合线最低,热影响区高于焊缝,但均低于母材.扫描电镜断口观察结果表明,母材、焊缝及热影响区的断裂机制为剪切断裂,熔合线的断裂机制为准解理断裂.金相组织分析较好地解释了焊接接头不同部位断裂韧性的差异.     

921钢焊接接头的断裂韧性

本文研究了国产921船用结构钢焊接接头的断裂韧性问题。对 COD 实验结果和疲劳裂缝扩展实验结果以及断裂韧性,裂缝扩展阻力和实验数据的分散性等问题进行了分析。研究结果表明焊接接头热影响区(HAZ 区)的裂缝韧性低于母材;手工焊接头 HAZ 区的粗晶区断裂韧性最低,自动焊接头的熔合线 COD 值最低,粗晶区的裂缝扩展阻力最低;裂缝启裂阻力与扩展阻力无对应关系,本文指出焊接接头的破损——安全设计应以粗晶区的断裂韧性参量为依据。     

不锈钢堆焊试件熔合区充氢前后的断裂韧性研究

研究了氢对不锈钢堆焊层熔合区的断裂韧性的影响作用。发现不锈钢堆焊层熔合区的断裂韧性随着充氢时间的增加而下降,结果表明,氢是引起加氢反应器不锈钢堆焊层剥离的主要因素。     

层合板厚度对桥接和层间断裂韧性影响的研究

复合材料层合板分层扩展行为的准确模拟与分析对层合板结构设计十分重要.针对现有研究未定量描述Ⅰ型层间断裂韧性与层合板厚度之间关系这点不足,借助ABAQUS有限元软件建立平面应变模型,通过对厚度与层数比例的控制,采用迭代方法来确定试样厚度对桥接区牵引分离行为的影响. 同时,考虑内聚力本构关系,利用有限元方法研究厚度为2、4、8 mm的单向碳/环氧复合材料试样层间分层扩展行为.结果表明,层间的稳态断裂韧性随着试样厚度的增加而增加,但初始断裂韧性与厚度无关,进而验证试样厚度对层合板层间断裂韧性的影响,分析结果与实验值有较好的一致性.     

几种结构钢经不同热处理后的低温断裂韧性

本文研究了机械工程常用的几种结构钢经不同热处理后在常温和低温下的断裂韧性K_(IC)或K_(IR),以及这些材料在不同温度下的断裂机制。结果表明,45Cr钢淬火550℃回火后,常温和低温K_(IC)值较20Cr钢淬火200℃回火的高,但45Cr钢淬火390℃回火后的断裂韧性不如20Cr钢淬火200℃回火的。20Cr钢经临界区处理后,低温断裂韧性优于普通淬火的。42CrMo钢从过热温度淬火后,断裂韧性差。断裂机制和K_(IC)值都随试验温度而变化。奥氏体晶粒大小和马氏体板条束尺寸显著影响低温断裂韧性,临界区淬火后马氏体板条束尺寸较小,因而低温断裂韧性高。     

12Ni3CrMoV钢焊接热影响区的断裂特征

本文采用裂纹张开位移(COD)试验方法,对60公斤级高强钢(12Ni3CrMoV)的热模拟试样,单道焊和多道焊实焊试样,热影响区的断裂韧性和裂纹扩展阻力进行了详细的研究.研究表明,在12Ni3CrMoV钢的焊接热影响区中存在着粗晶区脆化和不完全相变区脆化.粗大的马氏体和焊接过程产生的粒状贝氏体是脆化的内在原因.热模拟试样能够反映热影响区中各种组织的相对韧性次序.在模拟粗晶区中,晶粒度的大小是影响裂纹扩展阻力的主要因素.热模拟粗晶区的断裂韧性最差,而多道焊粗晶区具有较好的韧性,这是因为多道焊的粗晶区中马氏体经过多次热循环回火所致.焊接热模拟试样能够反映热影响区中对应组织的韧性,但利用热模拟试样难以评定实际焊接接头中热影响区的裂纹扩展阻力.     

振动焊接对焊缝力学性能影响

采用试件和结构件进行了大量的对比试验,分析研究了振动焊接对构件焊缝区残余应力、断裂韧性、疲劳寿命等力学性能的影响。结果表明,振动焊接可以降低焊缝表面的残余应力,改善焊缝区的微观组织,提高焊缝处的断裂韧性,提高试件和结构件焊缝的疲劳寿命。     

拘束应力对15MnMoVNRE钢焊接HAZ的相变和断裂韧性的影响

采用焊接热模拟和断裂韧性COD技术,研究了拘束应力对15MnMoVNRE钢焊接热影响区(HAZ)的相交及COD的影响。结果表明,拘束应力促进了相变的进行并使断裂韧性提高。     

ZrO2层状复合陶瓷压痕开裂力学分析

在ZrO2层状复合陶瓷中,压痕裂纹的形成除了因塑性区体积变化产生的残余应力外,还与相变应力有关.此外,界面压应力对表面裂纹具有较大的抑制作用.传统的压痕法公式忽略了压痕底下相变应力和界面压应力对压痕开裂和试样断裂的贡献,得到的数据偏小,不能真实反映ZrO2层状复合陶瓷断裂韧性大小.用Indentation-fracture 法测ZrO2层状复合陶瓷的断裂韧性更接近真实值.     

高压氢气对金属材料断裂韧性的影响

基于应力诱导氢扩散理论、氢致键合力降低理论和线弹性断裂力学理论,提出了一个描述氢气对金属断裂韧性影响的数学模型,用于定量预测金属在氢气中的断裂韧性.结果表明,当已知金属在低压氢气中的断裂韧性时,利用所提出的模型可以外推出金属在高压氢气中的断裂韧性,从而避免了在高压氢气中测量金属断裂韧性所带来的危险性.同时,利用文献报道的几种金属材料在不同氢气压力下的断裂韧性试验值对模型进行验证发现,所建立的模型对预测金属在氢气中的断裂韧性具有较好的有效性.     

铁素体钢材韧脆转变温度数值分析

为确定铁素体钢材韧脆转变温度,基于夏比冲击试验对铁素体钢材的典型材料(低合金高强钢材Q345B)在韧脆转变区冲击吸收功的分布规律进行了研究.通过不同的断裂韧性求解方法(经验公式法和主曲线法)研究了Q345B钢参考温度T0的计算方法,最终得到基于经验公式及主曲线法的Q345B钢材断裂韧性随温度变化的曲线,并通过ABAQU...     

晶粒尺寸对车轮钢解理断裂韧性的影响

通过紧凑拉伸试验研究了碳的质量分数约为0.5%的C50车轮钢解理断裂韧性KIC(即条件断裂韧性KQ)与晶粒尺寸的关系.结果表明,晶粒尺寸对试样的断裂韧性有明显的影响,但决定车轮钢解理断裂韧性的是组织中最大的晶粒尺寸,而不是平均晶粒尺寸,最大晶粒尺寸越大,断裂韧性越低.对于C50车轮钢,当前5%的最大晶粒平均尺寸为30~73μm时,车轮钢的条件断裂韧性KQ与晶粒平均尺寸的对数呈线性关系.     

岩石Ⅰ、Ⅱ型断裂韧性的测试及其影响因素分析

根据直缝巴西圆盘(SNBD)试件计算应力强度因子的原理,设计组建了一套岩石Ⅰ、Ⅱ型断裂韧性测试系统,测定了岩石的Ⅰ、Ⅱ型断裂韧性,并与厚壁圆筒法的Ⅰ型断裂韧性测试值进行了比较.根据试验结果,分析了试样尺寸、围压等因素对Ⅰ、Ⅱ型断裂韧性的影响.结果表明,研制的试验装置能够可靠地测出Ⅰ、Ⅱ型断裂韧性;试件厚度最好大于30 mm,初始裂缝半长与圆盘半径的比a/R为0.1～0.3时,可很好地确定Ⅰ、Ⅱ型断裂韧性;Ⅰ、Ⅱ型断裂韧性测试值均有随围压增大而增大的趋势.     

电解低钛铝制备A356合金动态断裂韧性研究

以工业纯铝、2种不同含钛量的电解低钛铝等为原料,在实验室条件下制备了3种不同钛含量的A356铝合金,对这3种合金在高速加载条件下的动态断裂韧性进行了测试研究.结果表明,在所试验的温度范围内,3种合金均表现为脆性断裂特征,动态断裂韧性随钛含量的增加而增加,特别是当钛质量分数在0.20%以上时表现得更为明显,合金的低温动态断裂韧性均优于室温动态断裂韧性,当温度达到95℃时,所有合金的动态断裂韧性达到峰值,当温度超过150℃时,动态断裂韧性均显著下降,并且不同合金的动态断裂韧性差别缩小,电解加钛方式和通过含钛中间合金加钛方式对合金的动态断裂韧性没有明显影响.     

超弹性NiTi形状记忆合金断裂韧性的影响因素分析

通过有限元软件ABAQUS的用户子程序UMAT开发了超弹性-塑性叠加的材料模型,合理预测了超弹性NiTi形状记忆合金的单调拉伸应力-应变曲线。进而对紧凑拉伸试样的断裂韧性进行了有限元分析,调查平面应变状态下不同材料参数对超弹性NiTi形状记忆合金断裂韧性的影响。分析结果表明,裂纹尖端马氏体相变区呈蝴蝶状且发生小范围马氏体塑性屈服;断裂韧性参数J积分随着马氏体相变开始应力的增加而增加;随着马氏体相变开始应力的提高,马氏体弹性模量、相变应变、马氏体塑性屈服应力对断裂韧性的影响不断弱化,且马氏体弹性模量的变化对断裂韧性影响最小;同时还发现,相变应变和马氏体塑性屈服应力对J积分的影响存在竞争机制。     

钢纤维增强聚合物改性高强混凝土断裂韧性的试验研究

为研究混凝土材料的抗裂性能,针对新型桥梁建筑材料———钢纤维增强聚合物改性高强混凝土(SFRPMHC),基于边界效应模型,提出用不同边界条件试件确定无尺寸效应断裂韧性的测试方法,并通过6组不同钢纤维及聚合物含量、3种不同缝高比的预制开口试件的验证,研究了材料组份对断裂韧性的影响规律.结果表明直接由试验确定的名义断裂韧性仍有尺寸效应,边界效应模型可较好描述这一规律;随钢纤维含量的增加,混凝土抗压、抗拉强度及失稳断裂韧性均线性增大,而起裂断裂韧性提高不明显;聚合物含量越大,材料抗压强度和断裂韧性也略有增大.     

超高强度钢焊接接头断裂行为预测

测试了D406A钢母材和热影响区表面裂纹断裂韧度,比较了母材与热影响区断裂韧度概率分布,分析了非匹配对接头断裂韧性的影响.根据局部法由母材表面裂纹试样的断裂韧度值,得出威布尔形状参数和尺度参数,再根据该参量对热影响区表面裂纹试样的断裂行为进行了定量预测,预测结果与试验结果吻合很好,表明局部法能很好地描述超高强度钢焊接接头的断裂行为.     

高锌超高强铝合金强韧化工艺研究

采用硬度测试、拉伸性能、紧凑型拉伸、透射电子显微镜等方法,研究了单级时效和双峰时效对高锌Al-Zn-Mg-Cu合金强度、断裂韧性的影响。以及时效过程中合金显微组织变化规律。研究结果表明:合金最佳单级时效工艺为120℃/24 h,此时合金晶内析出细小弥散的GP区和η’相,晶界析出相连续分布。此时合金强度最高,断裂韧性较差。最佳的双峰时效工艺为120℃/24 h+190℃/10 min,双峰时效处理后合金晶内分布着细小的η’相和少量GP区,晶界析出相断续分布。此时合金的强度相比于T6状态略有降低,断裂韧性大大提高。     

碳素材料的断裂特性分析

本文研究了碳素材料的断裂行为和断裂韧性的试验方法,并分析了碳素材料的成份、孔隙等因素对断裂韧性的影响.     

双级时效对7050铝合金厚板断裂韧性的影响

采用金相组织观察、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸和紧凑拉伸等方法,研究双级时效对7050铝合金厚板拉伸力学性能和断裂韧性的影响.研究结果表明:低温短时时效后晶内析出球状GP区和和η'相;过时效后,晶内析出粗大η相和少量η'相;随着时效时间的延长,晶界析出相粗化,并由连续分布变为非连续分布,无沉淀析出带变宽:强度先增大后减小,断裂韧性先减小后增大,断裂方式由延性穿晶剪切断裂经沿晶断裂转变为穿晶韧窝断裂.