高周疲劳钢表面微观塑性变形行为及循环特性

通过对高周疲劳过程中退火４５＾＃钢、正火４５＾＃及１６Ｍｎ钢光滑试样的表面维氏显微硬度测试，研究了不同控制应力水平下试样表面显微硬度随循环周次的变化关系。基于硬度的物理意义，初步探讨了高周疲劳过程中材料的循环微观塑性变形行为及其循环硬（软）化特征。     

317钢蠕变—疲劳特性的细观实验研究

对锅炉用３１７钢在高温蠕变－疲劳交互作用下断裂的宏观和微观行为进行了实验,实验结果说明蠕变孔洞的早期萌生和后期蠕变相互作用,导致了材料的最终破坏．     

高速铣削高强高硬钢加工表面硬化实验

研究高速铣削高强高硬钢加工表面层金相组织和硬度变化.进行了高速铣削高强高硬钢的切削温度实验,分析了不同铣削条件下高速铣削高强高硬钢加工表面层微观组织和加工变质层硬度变化.结果表明,高速铣削高强高硬钢时,加工表面层微观组织和加工变质层硬度发生明显变化,切削热对变质层金相组织结构和深度的影响显著.随着切削区平均温度的升高,变质层的深度增加,变质层主要为塑性变形硬化层、回火索氏体、回火屈氏体;切削温度达到一定程度后,在工件表面形成包含自激淬火与塑性变形特点的加工硬化层,可大幅提高工件表面硬度、塑性、韧性和抗腐蚀性.     

非比例加载条件下铝合金的低周疲劳

通过对 ＬＹ－１２ ＣＺ铝合金材料在常温、拉扭复合比例及非比例加载条件下循环特性及寿命的实验研究，得出了用 Ｍｉｓｅｓ等效应力幅值的峰值随积累应变增加的变化来描述非比例加载循环时硬（软）化规律是可行的，确认了可以用等效应变幅值ｅ和最大剪应变平面上的正应变εｎ两个参数来描述非比例加载的疲劳寿命。     

激光脉冲加热条件下Zr基非晶合金晶化及热疲劳行为

采用激光脉冲为热源,对Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金进行晶化和热疲劳实验．结果表明,晶化可以在低于Tx的温度发生,晶化前和晶化后均可出现热疲劳裂纹;随着加热温度提高和循环次数的增加,样品加热区晶化严重,变形量增加,且疲劳裂纹数量增多．     

XCQ16和20Mn2车轴用钢疲劳失效的微观机理

利用扫描电镜(SEM)对XCQ16和20Mn2两种车轴用钢疲劳断口和裂纹扩展断口进行分析,研究疲劳失效过程中的裂纹萌生及扩展机理.结果表明:裂纹均是从试样表面萌生,非金属夹杂和位错是主要的萌生机制;XCQ16钢在疲劳断口中部区的裂纹闭合效应大于20Mn2钢,裂纹扩展较慢;两者在裂纹扩展区的扩展机理不同,XCQ16钢属于塑性断裂,20Mn2钢属于解理断裂;在非金属夹杂上,XCQ16钢多含氧化物和硫化物的混合夹杂,20Mn2钢主要是氧化物夹杂,混合夹杂对材料的疲劳性能影响较小.     

6063铝合金的多轴比例疲劳特性及其微观机理

对6063铝合金进行多轴比例加载疲劳试验及微观结构观察,分析材料的疲劳特性及其微观机理.结果表明:随着等效应力幅值的提高,6063铝合金的疲劳寿命降低,材料的循环硬化现象逐渐明显,位错结构密度逐渐增大,位错由初步的交滑移结构演变为明显的迷宫状结构;使用MansonCoffin公式可对铝合金的多轴比例加载疲劳寿命进行准确的预测;位错结构是影响6063铝合金循环特性和疲劳寿命的主要因素.     

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。     

Mn18Cr18N钢异步轧制过程的微观组织和显微硬度

研究了不同异步轧制速比对Mn18Cr18N无磁不锈钢板材微观组织和微观硬度的影响。结果表明,通过异步热轧,板材由表层到中心层的微观组织为梯度分布,表层晶粒细化效果明显;当异速比增至1.2时,表层晶粒细化至2.2μm,细晶层厚度为390μm;异步热轧板沿厚度方向的维氏显微硬度呈抛物线形式,随着异速比的增大,硬度总体水平下降,表层到中心层的硬度下降趋势增大。     

低合金超高强度钢跨尺度疲劳失效行为分析

为了研究40CrNi2Si2MoVA低合金超高强度钢的跨尺度疲劳失效行为,以约束应力区描述材料的损伤过程,以跨尺度应变能密度因子作为疲劳裂纹扩展的控制参量,建立宏微观跨尺度疲劳裂纹扩展统一模型。采用上述模型,利用光滑试样(应力集中系数Kt=1)的试验S-N曲线,拟合出疲劳模型中的材料参数。当考虑材料微结构对疲劳寿命的影响时,该模型可精确再现出疲劳试验数据的发散特性。利用该模型对不同应力集中系数下(Kt=2,3)含缺口试样的疲劳寿命进行了预测,理论计算结果与试验结果吻合良好。研究结果表明,合金钢材料的初始缺陷及微结构的演化特性,对疲劳寿命有显著影响,是疲劳试验数据发散的主要原因。     

GH33A合金热机械循环塑性性能

针对ＧＨ３３Ａ高温合金材料在温度与机械应变同时交变条件下的热机械循环塑性性能，就相位差对该材料在热机械循环状态下的循环硬化，。循环软化和疲劳寿命的影响进行分析和讨论。结果表明：相位差影响材料的循环硬化与软化；在５７０－８２５℃的温度交变条件下，同相热机械疲劳寿命比反相热机械疲劳寿命短。     

退火态与冷拔态0.45％C钢表层的循环硬化与软化的X射线研究

本研究发现,即使在横截面各处载荷条件完全相同的拉—拉疲劳试验中,金属表层疲劳损伤沿试样厚度方向的分布也是不均匀的,是由外向里逐渐发展的。正是由于这个原因,表面强化对于改善疲劳性能具有特殊的意义。     

循环塑性与疲劳裂纹扩展门槛值

基于材料的循环塑性预测了疲劳裂纹扩展的门槛值.所提出的模型强调材料的循环塑性对疲劳裂纹扩展的影响.结合无位错区理论和内聚区理论计算循环载荷下裂纹吸附区的J积分值,并以J积分作为断裂参数建立裂纹扩展的标准.由此计算的疲劳裂纹扩展速率符合通常的模式,预测的门槛值与实验拟合较好.当前模型的主要特点是近门槛疲劳主要由材料的循环变形行为确定,进而由标准循环加载的实验确定,这对于工程实际有重要意义.     

新型耐热钢的高温低周疲劳性能

研究了新型锅炉用耐热钢ＨＣＭ２Ｓ钢和Ｐ９１钢的高温低周疲劳性能．结果表明,ＨＣＭ２Ｓ钢和Ｐ９１钢均为循环软化材料．通过ＴＥＭ分析发现：ＨＣＭ２Ｓ钢的循环软化与富碳小岛中的马氏体板条回复、稳定位错胞的形成和Ｍ６Ｃ的生成有关,Ｐ９１钢的循环软化则与位错密度降低、位错重新分布引起的强化作用减弱有关,而Ｍ２３Ｃ６粗化只是Ｐ９１钢初始软化后,其强度不断降低的一个原因．同时,还给出了ＨＣＭ２Ｓ钢和Ｐ９１钢的应变－寿命方程     

37CrNi3MoVA钢非Massing特性研究

该文通过实验求出高强度37CrNi3MoVA钢的骨架曲线,给出了描述稳态迟滞回线的基本方程,方程计算值与实测值吻合较好。文中还进行了循环应力—应变曲线(CSSC)的测定,结果表明在弹—塑性区循环应力—应变曲线低于单向拉伸曲线,材料产生了循环软化。扩展循环应力—应变曲线亦低于骨架曲线。     

大塑性变形过程中IF钢的组织演变

在室温下,使用半连续等通道挤压法对单块IF钢试样进行重复大变形实验,通过电子背散射衍射方法,对在此晶粒细化过程中的材料组织进行了分析讨论.结果表明,在不同挤压道次中组织变形主要发生在沿两通道连接的剪切面上,且材料由切应变产生塑性变形,挤压后的试样组织在横截面上应力保持一致;随着应变的增加,材料的组织细化不断加强;10道次后,最终的大角度晶界(HAB)占总数的90%左右,同时大角度晶界的间隙减少到1μm左右,试样的平均晶粒尺寸达到055μm左右.     

U71Mn轨钢低周疲劳寿命的研究

通过对U71 Mn轨钢材料低周疲劳的试验,建立了Manson-Coffin关系式,从而为估算U71 Mn轨铜的低周疲劳寿命提供了依据,并根据尖锐缺口裂纹萌生的常规试验,提出了反映尖锐缺口曲率影响的弹塑性疲劳缺口系数K_f~p,据此建立了K_f~p与缺口裂纹萌生寿命N_i的关系.用这种方法同样可以预测材料的低周疲劳寿命.计算表明,两种方法的计算误差在10％以内.     

5CrNiMo钢的低周疲劳特性及其位错结构

用光滑圆柱形试样,在应变控制下测定了两种热处理状态5CrNiMo钢的低周疲劳性能.试验发现,应变幅△ε_t/2在0.6～1.8×10~(-2)范围内,两种状态试验钢均表现为循环软化特性,软化效应主要集中在前几周;试验钢的应变-寿命曲线符合Manson-Coffin关系,且高温处理有较好的低周疲劳性能.TEM分析表明,循环软化与塑性变形的不均匀性有关;软化现象是由于循环变形中位错结构转变成低密度、低内应力的位错胞状组织,以及细小碳化物受性错往复剪切不断碎化而回溶所引起的.     

40CrNiMo合金钢应变疲劳性能的测定

本文试验测定了40CrNiMo 合金钢在正火状态下的应变寿命曲线和循环应力-应变曲线。通过回归分析得出了材料的6个应变疲劳参数,验证了该材料属于循环软化,但具有典型的 Massing 效应。实验证明,步增量法较单级法准确和简便。本文建议测取循环应力-应变曲线,应当采用步增量程序法取代单级法作为一种统一的试验方法。