金属拉伸试样的断口分析

提出了金属拉伸试样断口分析方法,讨论了试样在拉伸试验中的应力分布、断裂过程以及影响断口形貌的因素,为断裂形态分类和断裂原因分析提供了重要依据。     

6066铝合金及D60钢爆破壳体的破片分析

以挤压、热处理工艺制备的6066铝合金和D60钢圆管型模拟炸弹,在砂坑中进行爆破实验,通过力学性能测试、破片率的评估及扫描电镜对破片断口形貌观察,结合2种材料性质及载荷强度,研究了2种材料在2种不同猛度炸药加载下的膨胀断裂行为,分析了与材料动态断裂行为相关的形貌特征,得出在爆破压力作用下,2种材料破片断口形貌是拉伸断裂的解理和剪切型的混合断口,但6066铝合金以拉伸型断口为主,约占80%;D60钢以剪切型断口为主,约占70%;6066铝合金综合力学性能比D60钢的低,但其密度小,装药量大,爆破后破片小,破片率大.     

石墨对球墨铸铁冲击断裂特性的影响

本文用断口金相法分析和讨论了珠光体、铁素体、珠光体—铁素体基的球墨铸铁冲击断裂的裂纹扩展方式、断口形貌特征和石墨在冲击断裂中的行为。在冲击断裂中,石墨不是裂纹源,裂纹多源自石墨球之间的晶界或共晶团界上的杂质聚集处,裂纹通过不断地诱发出新裂纹源,不连续地向前扩展。     

工艺强化后轿车等速万向传动轴材料扭转断裂研究

以工艺强化后某轿车等速万向传动中间轴材料试样的扭转断裂为对象,试验研究了不同载荷强化和损伤后试样的静扭转断裂和疲劳扭转断裂断口形貌、断口硬度特性以及剩余静强度、剩余静刚度和断口硬度之间的相互关系和变化规律.研究结果表明,无论是经过小载荷强化还是疲劳大载荷损伤的材料试样,其静扭转断裂断口都是横向剪切断裂且断口十分平齐;材料试样无论是否经历强化或损伤,其疲劳断裂断口呈现正断或横向切断不平齐两种形貌,正断和横向切断不平齐两种疲劳断口形貌与试样的强化过程、损伤过程以及试样的疲劳寿命之间没有明显的内在关系;疲劳过程中试样的剩余静强度、剩余静刚度和断口平均硬度的变化趋势和规律基本一致.     

岩爆岩石断裂机理的电镜分析

为探讨岩爆形成机理,应用扫描电镜对岩爆岩石断口微观形态进行了观察研究．结果表明：岩石解理断裂存在一个明显的主断裂路径,岩爆断裂的微观机制主要是在拉伸、剪切作用下岩石发生低应力脆性断裂;从岩石断裂微观形态研究岩爆岩石断裂,可以更好地揭示岩石断口微观形貌特征、裂纹生核、扩展及断裂方式与岩爆演进过程的联系     

三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料动态变形特征

利用分离式霍普金森压杆装置,对三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料进行不同应变率下的动态压缩实验,采用扫描电子显微镜研究复合材料的动态变形特征和断口形貌.结果表明:复合材料的动态压缩强度随着打击速度的增加而增加;试样发生劈裂和剪切断裂,陶瓷相断口形貌为层片状、台阶式的解理断裂,非晶合金发生粘性流动,断口形貌复杂多样.在应变率＞104 s-1的冲击载荷下,非晶相表现为软化后的多重脊状条带.复合材料断口上大量的非晶球形液滴及非晶软化条带的发现表明,绝热温升在非晶变形与断裂过程中起重要作用.     

铁素体不锈钢热轧板材的拉伸行为和断裂特征

用金相显微镜、X射线衍射仪、SEM手段研究2种铁素体不锈钢热轧板材0.04C-16Cr、0.02C-12Cr在室温下的拉伸行为和断裂特征.结果表明,这2种铁素体不锈钢的强度高,但塑性较差;C、Cr含量较低的0.02C-12Cr钢的强度、硬度均较0.04C-16Cr的高,这是由于0.02C-12Cr在空冷过程中产生了大量的马氏体;2种钢室温下都为韧性断裂,其断口微观形貌主要为细小韧窝聚集,沿轧制方向分布的条带组织中存在细小的碳化物颗粒,成为韧窝的发源地;部分断口出现了分层和侧向开裂现象.分析其断口形貌、断裂过程和组织特征,可知沿着轧制方向分布的条带组织致使材料表现出上述力学行为和断裂特征.     

电网铁附件断裂失效分析

针对电网铁附件抱箍易产生断裂失效的问题,采用SEM微观形貌观察结合原位动态拉伸试验等方法对电网抱箍断裂失效进行了相关研究.首先通过SEM对断口微观形貌观察,初步确定断裂起源,其次通过微观组织分析等,以确定断裂方式,最后为验证上述分析的正确性,对样品进行动态原位拉伸实验研究.结果表明:抱箍微裂纹起源于夹杂物及表面缺口处,根据断口形貌判断断裂方式为韧脆断裂,而原位动态拉伸实验发现该实验抱箍试样塑性较好,服役抱箍断裂是由于抱箍制弯过程消耗了材料本身大部分塑性导致抱箍在疲劳应力下发生韧脆断裂,其中制弯工艺对铁附件抱箍起到了加工硬化的作用,相应对该工艺方法提出了改进措施.     

玻璃纤维增强尼龙拉伸断裂研究

本文研究了玻璃纤维增强尼龙在不同拉伸速率下的屈服和断裂行为。着重分析了玻璃纤维增强尼龙的拉伸载荷—伸长曲线类型、断口形貌特征和σy～logε曲线 ,实验结果显示GFPA的拉伸屈服应力与应变速率的关系遵从Eyring速度理论 ,并指出GFPA的低速段活化过程是由基体树脂的塑变所控制 ,而其高速段活化过程则由玻璃纤维断裂及其从基体中的拔出过程所控制     

三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料室温单轴压缩断裂行为

在室温下,利用WDW-E100D万能试验机和SEM研究了三维连通网状结构SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料的准静态单轴压缩变形和断裂行为. 结果表明,复合材料的轴向压缩断裂强度达到了1270MPa,在压缩条件下复合材料的断裂发生在弹性变形阶段,断裂前观察不到塑性变形;试样发生纵向劈裂和剪切断裂;三维连通网状结构SiC陶瓷是主要的承载单元,断口形貌为层片状、台阶式的解理断裂;非晶合金发生粘性流动,在变形过程中形成纹脉状断口形貌,出现典型的热软化效应.     

固体推进剂破坏过程的扫描电镜研究

利用扫描电子显微镜对几种固推进剂试件的拉伸行为及断口形貌进行了观察.并对拉伸过程中出现的几种断裂模式进行了分析.结果表明,解决高固体含量固体推进剂的脱湿问题,特别是较大固体颗粒的脱湿,是改善固体推进剂力学性能的一个重要方向。     

铜纳米线拉伸断裂过程的原子尺度分子动力学模拟

基于经典力学势函数的分子动力学模拟方法研究铜纳米线的拉伸断裂过程,并分析断裂前应力、应变和位错行为的关系及断裂后的形貌演化.结果表明:纳米线两端的锥形结构可阻塞位错运动,从而提高其断裂强度;断裂后断口处尖锐的尖端结构形貌会发生自发的回缩和钝化,该过程是尖端上储存的弹性能和的高能结构(如孤立原子、孪晶界和表面弯折等)的自我修复,最终在表面上形成许多能量较低的(111)小平面所致;其物理机理是在温度激活下的能量最小化过程.     

Ni48.7Mn30.1Ga21.2铁磁性形状记忆合金的显微组织和相变行为

本文主要研究了Ni48.7Mn30.1Ga21.2铁磁性形状记忆合金的相变行为和显微组织。XRD结果表明：室温下合金为5M马氏体和母相共存,金相结果表明合金的显微组织为双相组织,在母相的晶粒中存在少量的马氏体片,合金的室温微观断口形貌表明该合金为典型的沿晶断裂,DSC结果表明该合金在升降温过程中发生了一步马氏体正逆相变。     

聚碳酸酯和增强聚碳酸酯的冲击断裂研究

本文对聚碳酸酯和玻璃纤维增强聚碳酸酯在不同温度下的冲击强度及断口形貌特征进行了研究。结果表明:聚碳酸酯低温冲击断口上的平坦区对应着形成的单一初始银纹;增强聚碳酸酯的冲击强度随温度的变化规律反映了断裂机制的变化,相同的断裂机制下,冲击强度取决于材料的强度,塑性的综合作用。     

稀土对CuP耐大气腐蚀钢韧性的影响

用系列冲击试验,AES和SEM分析研究了CuP耐大气腐蚀钢中P的偏聚行为,钢中添加稀土后断口形貌的变化及对钢韧性的影响。结果表明,钢中加入稀土,可净化晶界,断口形貌由沿晶断裂向穿晶断裂过渡,提高韧性。CuP钢中确有P沿晶界偏聚。添加稀土后,晶界P偏聚减少,是钢韧性提高的重要原因,但P的偏聚尚未完全消失。     

13.9级ADF1发动机螺栓的延迟断裂分析

以l0．9级42CrMo表面磷化处理螺栓为对比,采用拉伸延迟断裂试验法,在空气和3．5％NaCl水溶液中对13．9级ADF1表面DAC处理螺栓进行延迟断裂试验,并用扫描电镜对延迟断裂断口特征进行了微观观察。试验结果表明,13．9级ADF1螺栓具有高的延迟断裂强度,在大气中的断口形貌主要是韧窝,在3．5％NaCl水溶液中呈现韧窝和沿晶的混合形貌。     

单向加载钼单晶中“裂纹稳态扩展”的研究

本文利用我们提出的X-射线衍射形貌法,对单向加载钼单晶的断口及其断裂过程进行的一系列观测,着重研究裂纹的稳态扩展。从而我们认为单向加载钼单晶断裂中並不存在一般的裂纹稳态扩展过程,而是形变晶体的失稳脆断。     

废弃电路板材料断口的分形表征

为研究废弃电路板的破坏机制,采用扫描电镜对6个典型的废弃电路板材料断口进行形貌分析.电路板外观形貌具有自相似性,表现出分形的特征.基于分形理论和计算机图像处理技术,编制计算材料断口形貌计盒分形维数的MATLAB程序.MATLAB计算程序拟合直线的线性度很好,表明电路板材料断口的分形行为显著.6个断口的分形维数不同,表明它们的复杂程度和粗糙度不同.断口3为集成电路中树脂的断口,材料断裂后有一定的凹凸面,并且有缺陷和微孔,故表面形貌最为复杂,分形维数最大,为1.415.断口 2、断口 5和断口 6外观形貌较规则,分形维数较小.断口1和断口4均为硬塑料断口形貌,有河流状花纹,断口1和断口4的表面粗糙度介于断口3与断口 2、断口 5和断口6之间.通过分形维数的计算可知6个断口纹理的粗糙和复杂程度从大到小依次为断口3,1,4,5,2和6,这与人眼观察到的结果基本一致,也进一步说明电路板及其元器件在破坏后,其断口形貌具有分形的特征.     

室温下TC11钛合金准静态拉伸力学性能实验研究

针对典型航空材料TC11钛合金的拉伸性能,采用准静态拉伸实验对不同应变率条件下的TC11钛合金的应力-应变关系进行了研究,利用扫描电镜分析了其拉伸断口形貌。实验结果表明:TC11钛合金具有一定的应变率敏感性,抗拉强度和屈服强度均会受到应变率的影响;准静态拉伸时TC11钛合金试样出现了颈缩现象,试样截面形状为杯锥状,试样断口存在光滑的剪切唇区和灰色的纤维区,其断裂属于韧性断裂,但是其韧性较差;TC11钛合金拉伸断口形貌主要为大小不一的韧窝,随着应变率的增大,试样拉伸断口韧窝的大小和深度均变小,同时出现了少量的撕裂棱和准解理面,试样的断裂机制为以韧性断裂为主和伴有准解理断裂。因此,在准静态拉伸条件下,TC11钛合金的力学行为与应变率有关。     

增强聚丙烯断口形貌特征分析

本文对两种玻璃纤维增强聚丙烯在拉伸、弯曲和冲击载荷下的断口形貌特征进行了观察分析,探讨了典型形貌特征的形成原因和增强聚丙烯在不同外载条件下的断裂过程。