铁磁性材料拉伸损伤过程的磁学特性

采取分级加载拉伸断裂和重复加载拉伸断裂两种加载方式,对不同初始磁场强度的板状试样进行了单轴拉伸试验,采用磁学信号特征量研究了中碳钢拉伸损伤过程。通过对试样变形过程磁学信号特征的分析,确定了中碳钢不同拉伸损伤阶段的磁学特性:弹性阶段的磁场强度和初始磁场分布规律一致,在材料由弹性损伤到塑性损伤过渡阶段,磁场强度均值及其标准差出现拐点;在颈缩阶段,磁场强度及其梯度信号明显增大,由此能够判断中碳钢由拉伸弹性损伤状态向屈服损伤状态的转变,以及材料断裂情况的出现,从而对工程中铁磁性构件的破坏性事故做出预警。     

新能源汽车铝合金板的冲压性能与微观组织研究

为进一步拓宽铝合金在新能源汽车中的应用范围,满足新能源汽车轻量化要求,本文通过对6061铝合金材料进行单向拉伸实验和拉深变形实验,研究了铝合金板的冲压成形与组织性能.实验表明,6061铝合金材料在拉伸变形中没有发生明显的屈服现象,晶粒沿着断裂方向拉长,有明显沿晶和穿晶裂纹.在拉深变形中断裂形式为混合型断裂,拉深后圆筒拉...     

碳酸钙填充聚丙烯共混材料

用碳酸钙填充聚丙烯树脂得到碳酸钙与聚丙烯共混复合材料,结果表明,材料的耐热性与刚性随碳酸钙的填充而增加,拉伸与冲击强度下降。     

脆性材料斜裂纹断裂与损伤耦合分析

对单向拉伸的斜裂纹,应用西多霍夫损伤模型和断裂力学耦合分析方法,推导出脆性材料斜裂纹损伤区与断裂区的边界方程,确定了脆性材料斜裂纹初始损伤区和断裂区的径向尺寸.提出了裂尖断裂区内径向应变能的概念,并建立了基于此概念上的裂纹扩展准则,即裂尖断裂区内径向最小应变能(RMSE)判据,从而确定了脆性材料斜裂纹在断裂区边界上的开裂角.最后确定了不同裂纹倾角起裂点的坐标.     

无机粒子填充聚合物复合材料的储能模量及其表征

储能模量是衡量聚合物材料刚性及弹性的一个重要指标.文中首先讨论了无机粒子填充聚合物复合材料储能模量的影响因素,并对其进行定量表征;然后应用DuPont动态力学分析仪,在温度-150～100℃下测量了玻璃微珠填充低密度聚乙烯(LDPE/GB)复合材料的动态力学性能;最后应用文中提出的储能模量公式分别估算了LDPE/GB和文献报道的氢氧化铝填充三元乙丙胶(EPDM/AJ(OH)3)于实验条件下的相对储能模量,并与已有的储能模量公式的计算值进行比较.结果表明,文中提出的公式的预测值与实测数据较为吻合.     

聚合物PTC材料及其应用

在 PTC 材料应用中,除了本刊第9期已介绍約以钛酸钡系半导体陶瓷材料的 PTC 材料外,另一类材料为聚合物 PTC 材料,它是采用有机聚合物材料作为母体,掺合一定体积的导电性粒子而制成。通常亦称之为聚合物复合型 PTC 材料。按其填充导电粒子的不同,可分为聚合物—炭黑系、聚合物—金属氧化物系和聚合物—金属系等三大类。     

全层状TiAl基合金断裂过程的进一步研究

通过对层状TiAl基合金进行拉伸卸载试验及拉伸试验，同时通过断口分析，研究了全层状TiAl基合金平板拉伸试验的断裂过程．结合宏观试验结果与断口分析发现，随着预损伤程度的增加，裂纹面密度增大；平板拉伸直接断裂试样的断裂过程与拉伸一卸载后拉断试样的断裂过程一致，单位面积断裂功基本不变．这说明预损伤并不影响这种材料的断裂过程和最终的断裂性能．     

脉冲电流下黄铜合金H70的力学性能和微观组织

在高精度电辅助拉伸系统上进行了一系列H70黄铜合金板材拉伸试验,探讨了脉冲电流持续时间和温度峰值对黄铜合金拉伸性能的影响,并观察了试验前后材料的微观组织.结果表明,脉冲持续时间越长,单次脉冲电流产生的峰值温度越高,H70黄铜合金的抗拉强度越低.在相同预应变下,脉冲电流产生的温度峰值越高,应力回复值下降越明显.当峰值温度高于600℃时,应力回复值接近于初始屈服强度.变形过程引入脉冲电流使黄铜发生明显再结晶,靠近断裂区域,晶粒长大明显,并出现铸态细小等轴晶和粗大枝晶.     

聚合物材料的拉伸断裂研究

对九种聚合物材料进行了拉伸试验，结果表明：应变速率对屈服强度的影响服从Ｅｇｒｉｎｇ关系，增强尼龙存在的两个活化过程分别对应着基体材料屈服为主导因素和纤维断裂及其从基体中拔出为主导因素的两个不同活化过程。缺陷对聚合物材料拉伸屈服强度影响不大，但大大降低聚合物材料的塑性。     

[110], [112], [111]晶向钨纳米线拉伸微结构演变

采用嵌入原子势,使用分子动力学方法,模拟研究了[110]、[112]和[111]三个晶向钨纳米线的拉伸弛豫过程的微观破坏机理.并引入共近邻分析方法、配位数及中心对称参数法来分析它的结构和形状的演化过程.结果表明:不同晶向的纳米线拉伸时具有不同的力学性能,[111]晶向具有最大的弹性模量、屈服应变、屈服强度与断裂应变,其次是[110]晶向,最后是[112]晶向.晶向对弹性模量的影响较小,但对屈服应变、屈服强度、断裂应变影响较大.模拟结果还表明:这三个晶向均具有弹性、损伤、屈服及颈缩断裂四个阶段,且发现[112]晶向具有强化阶段,即应力随应变的增加而增加,重新恢复承载能力,但其断裂应变最小.并给出了这三种不同晶向拉伸断裂的机理.     

层状TiAl基合金损伤机理的研究

通过拉伸卸载实验及原位拉伸SEM观察对层状TiAl基合金损伤机理进行了研究.研究结果表明,拉伸过程中产生微裂纹导致材料发生损伤;随着载荷的增加,原先产生的微裂纹继续扩展,微裂纹扩展的同时产生大量新的微裂纹;预损伤加快了裂纹的产生、扩展,使得损伤程度进一步加重;不同程度的预损伤使材料的弹性模量降低,造成材料抵抗裂纹产生、扩展的能力下降,但是对这种材料的最终断裂性能没有影响.     

Influence of ECAP on the fatigue behavior of age-hardenable 2xxx aluminum alloy

The fatigue behavior under load control and the mechanical properties of commercial 2011 aluminum as an age-hardenable Al alloy was studied. To estimate the effects of the equal channel angular pressing (ECAP) process, solution heat treatments, and aging on the fatigue life, tests were conducted at four different stages:furnace cooling; furnace cooling plus one ECAP pass; solid solution heat treatment, quenching, one ECAP pass plus aging at peak age level; and the T6 condition. Only one pass was possible at room temperature because of the high strength of the material. The fracture surface morphology and microstructure after fatigue were evaluated by scanning electron microscopy (SEM). The experimental results revealed that the optimum fatigue life under load control, the tensile strength, and the Vickers hardness of the material were interdependent. The optimum fatigue life under load control was achieved by increasing the tensile strength and hardness of the material.     

一种镍基单晶高温合金的反相热机械疲劳行为

采用扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在600~900℃的反相位热机械疲劳行为,旨在探讨单晶合金的热疲劳变形及断裂机制,丰富单晶合金热机械疲劳理论。试验结果表明：当应变幅由0.6%增大至0.9%时,热机械疲劳寿命下降,塑性应变量和应力范围增大。合金的循环应力响应曲线在低温半周表现为循环硬化行为,而在高温半周则表现为循环软化行为。合金主要的变形特征是局部区域滑移带的运动。热机械疲劳裂纹起始于试样表面应力集中处,并沿着滑移带在{111}面向合金内部扩展,拉应力对合金的断裂起到了主导作用。     

AISI304/低碳钢真空扩散焊接头组织和性能

采用真空扩散焊接方法连接AISI304奥氏体不锈钢和低碳钢异种材料.在焊接温度和焊接压力恒定的条件下,研究焊接时间对ASTM304/低碳钢异种材料扩散焊接头组织和性能的影响.研究结果表明:在焊接温度850℃,焊接压力10 MPa,焊接时间60 min条件下AISI304奥氏体不锈钢/低碳钢异种材料实现了良好的扩散结合,其强度和韧性均超过低碳钢母材水平.接头抗拉强度达到440 MPa,拉伸断裂发生在低碳钢一侧.在扩散焊高温环境下,界面附近有碳化物偏析现象,析出相为脆硬的Cr23C6,脆硬相的出现导致界面韧性下降,延长焊接时间可有效避免有害化合物Cr23C6的析出,冲击韧性达到120.5 J/cm2,冲击断口在低碳钢一侧.     

应力水平对2219铝合金腐蚀损伤力学性能的影响

为明确应力水平及暴露时间对2219铝合金腐蚀损伤力学性能的影响,选择在不同应力水平作用下暴露于EXCO腐蚀溶液中,经不同时间加速腐蚀后的2219铝合金试样,开展表面蚀坑深度测量、力学性能测试、拉伸断口形貌观察试验。结果表明,应力水平、暴露时间都是影响试样应力腐蚀损伤发展从而影响材料力学性能变化的重要因素。在腐蚀的初期阶段,即0.0~1.5 h,应力水平因素的影响有限;当暴露时间大于等于2.0 h,应力水平引起的以蚀坑平均深度为表征的腐蚀损伤更加显著。但在试验时间（2.5 h）内,应力水平对腐蚀损伤所产生的影响小于暴露时间,因而对材料力学性能变化的影响也小于暴露时间。腐蚀损伤造成的点蚀坑、微裂纹破坏了材料的连续性,使试样材料的抗拉强度、延伸率、弹性模量等力学性能指标下降,是促使材料在拉伸试验中没有经过充分的塑性变形阶段就发生瞬间断裂的重要原因。深度大的点蚀坑、微裂纹,可能成为断口主裂纹的起源。     

显微结构对铝基陶瓷复合材料断裂的影响

研讨了铝基陶瓷复合材料的显微结构和性能之间的关系。采用７０７５铝合金为金属基，并加入体积为２０％，粒度为Ｆ－１０００或Ｆ－６００的ＳｉＣ颗粒增强。通过塑性和断裂韧性测量以及试样断口的ＴＥＭ、ＳＥＭ显微观察，分析断裂显微结构的细节。研究表明，当基体从时效状态到过时效状态时，断裂模式从ＳｉＣ颗粒断裂转变为ＳｉＣ颗粒和基体之间出现窝状断裂。由ＴＥＭ观察证实，在过时效条件下基体和ＳｉＣ界面上沉淀析出新相，     

TiAl基合金双态组织原位拉伸-卸载试验研究

通过对TiAl基合金不同类型的缺口试样进行原位拉伸-卸载实验及其SEM断裂表面观察,研究了TiAl基合金的断裂机理.研究发现,对于缺口试样,裂纹起裂于缺口根部,其断裂过程主要是主裂纹首先起裂、扩展并最后断裂.对于双态组织,由于晶粒尺寸小,应力集中出现在缺口根部,裂纹沿晶粒边界和层间起裂并扩展,裂纹路径比较平直.在拉伸过程中,试样产生微裂纹导致材料发生损伤,随后卸载再加载时,与先前相比,裂纹更易扩展.预损伤加快了裂纹的产生和扩展,使损伤进一步加重,促使材料抵抗裂纹产生、扩展的能力下降.     

钢在恒温超塑焊接过程中焊接面断口分析

通过对 40Cr T10A钢恒温超塑性固相焊接过程中焊接面断口的观察与分析 ,认为超塑性固相焊接接头形成过程中焊接面各微区焊合状态是非均匀的 ,并呈现出不同的断口形貌特征 ;若按微观上断口形貌特征分类 ,整个断口可分为类原始界面区、准冶金结合区和冶金结合区 3个特征区域 ;接头形成过程可描述为冶金结合区增加、准冶金结合区逐渐增大而类原始界面区逐渐减小的过程。     

Fracture behavior and microstructure analysis of Al2O3–MgO–CaO castables for steel-ladle purging plugs

Three different castables based on the Al₂O₃–MgO–CaO system were prepared as steel-ladle purging plug refractories: corundum- based low-cement castable (C-LCC), corundum-spinel-based low-cement castable (C-S-LCC), and corundum-spinel no-cement castable (C-S-NCC) (hydratable alumina (ρ-Al₂O₃) bonded). The fracture behavior at room temperature was tested by the method of “wedge-splitting” on samples pre-fired at different temperatures; the specific fracture energy G′_f and notched tensile strength σ_NT were obtained from these tests. In addition, the Young’s modulus E was measured by the method of resonance frequency of damping analysis (RFDA). The thermal stress resistance parameter R′′′′ calculated using the values of G′_f, σ_NT, and E was used to evaluate the thermal shock resistance of the materials. According to the microstructure analysis results, the sintering effect and the bonding type of the matrix material were different among these three castables, which explains their different fracture behaviors.     

SAC型沥青路面冷灌缝材料黏附性能研究

针对SAC型沥青路面冷灌缝材料的特点,建立基于断裂能理论的黏附性能评价方法,考察不同黏附性助剂对灌缝料黏附性能的影响,并探讨其作用机制。研究结果表明:水性丙烯酸树脂类助剂(AR)和丁苯胶乳类助剂(SBR)能够显著提高灌缝料与原路面间的拉伸断裂能和剪切断裂能,且随着助剂用量的增加断裂能增加;AR通过提高灌缝料与原路面间的极限力值对断裂能产生影响,且AR的加入主要提高了沥青组分的极限拉伸力值和水泥砂浆组分的极限剪切力值;SBR通过提高灌缝料与原路面间的极限位移对断裂能产生影响,且SBR的加入主要提高了沥青组分的极限拉伸和剪切位移。