铝合金材料断裂形式变化规律的试验分析

分析了铝合金材料在常规破坏试验过程中的断裂现象和在不同复合比载荷状态下的断裂力学试验结果，讨论了不同应力三维度下铝合金材料的断裂形式变化规律。研究结果表明，材料在受力过程中的塑性变形是影响材料断裂形式的主要因素，当塑性变形较小时，材料内孔洞易于扩张，材料断裂形式为拉断；当塑性变形较大时，材料内局部剪切带产生扩展，材料断裂形式为剪断。     

韧性断裂机理的理论探讨与基于铝合金薄板韧性断裂准则的修正

对韧性材料的断裂机理进行理论研究.当裂纹尖端附近两个相邻的材料微单元体的破坏面共面或共线时,裂纹可以通过破坏面扩展并传递到相邻的单元;当两个单元体的破坏面与两单元体中心线成一定角度时,两单元体之间将产生相对滑动或旋转,使得两破坏面之间重新共面或共线,从而使得裂纹可以扩展,形成一个连续的裂纹开裂面.基于铝合金6063薄板修正韧性材料的断裂准则,并用简单的平面应力状态下的平板拉伸试验和平面应变状态下的缺口拉伸试验,结合有限元ABAQUS计算求得韧性断裂准则中的材料常数.     

高强铝合金Mg偏析对晶界结合力和断裂应力的影响

提出了一个计算高强铝合金空位形成能的半径验公式Ｅｔ＝１／１６ＥＭ并用此分式和准化学方法分别计算了７０７５高强铝合金在不同时效状态下晶界的结合力的断裂应力不降百分数，结果表明：晶界结合力和晶界断裂应力随着晶界上Ｍｇ偏析深度的增加而减小。这与应力腐蚀裂纹扩展速率的实验结果相一致。     

金属和复合材料断裂应变研究

针对与增强体相关的微裂纹萌生机制，文章根据ＭｃＣｌｉｎｔｏｃｋ柱状空穴演化方程，得到了一个非连续体增强金属基复合材料断裂应变预报方程，通过对ＳｉＣｐ／Ａｌ、ＳｉＣｐ／２０２Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３ｐ／２０２４Ａｌ、ＳｉＣｐ／７０７５Ａｌ等复合材料单轴拉伸条件下实际断裂应变的测定，发现预报值与文章和文献中的实测值有良好的一致性。     

金属基复合材料断裂应变研究

针对与增强体相关的微裂纹萌生机制，文章根据ＭｃＣｌｉｎｔｏｃｋ柱状空穴演化方程，得到了一个非连续体增强金属基复合材料断裂应变的预报方程，通过对ＳｉＣｐ／Ａｌ、ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３ｐ／２０２４Ａｌ、ＳｉＣｐ／７０７５Ａｌ等复合材料单轴拉伸条件下实际断裂应变的测定，发现预报值与文章和文献中的实测值有良好的一致性。     

解理断裂微观准则的研究

对三点弯曲预裂纹试样断口形貌、裂尖附近微孔及残留裂纹进行了观察,并用有限元方法计算了裂尖应力应变场。结果表明,解理点距裂尖存在一个最小距离,在此距离内三轴应力度过低,仅能形成微孔而不能形成解理微裂纹,RKR模型中表述的特征距离并不存在。最小韧性取决于在最小距离上满足解理所需的最小载荷。解理的临界事件是由启裂的第二相尺寸的微裂纹向周围基体的扩展。韧性值的分散和脆性粒子在裂央前的随机分布及微观解理断裂应力的波动有关。     

Q235软钢在修正应力下断裂应变新模型

为准确确定Q235-B级钢在三轴应力下的断裂应变,进行五组共计10个具有不同凹陷半径试件的拉伸试验.在试验的基础上,对试件建立有限元分析模型,并进行详细的弹塑性大变形分析,给出试件中三轴应力的变化,并导出与三轴应力相关的真实塑性应变.得到Q235-B级钢的两个与真实断裂应变相关的塑性失效准则.     

对JIC断裂准则的一种改进

基于近年来在裂纹尖端塑性内应力应变分布、损伤和断裂的塑性消耗特征等方面的所做的研究工作,对传统断裂准则进行了改进,提出了一种考虑了构件几何及应力三轴性的新的断裂准则。由一系列几何尺寸的紧凑拉试验的验表明,理论预言与实验测量结果符合得委好。     

结构钢刻痕杆断裂试验

为研究结构钢断裂机理及抗断设防,对10个结构钢刻痕杆进行断裂试验,试验较为精确地记录了全程载荷-位移曲线和断裂载荷.试验结果表明,塑性变形只发生在刻槽处很小的范围内,lüders带局部区域的传播导致屈服平台不明显;初始裂纹始于颈缩中心部位的夹杂物或硬相粒子处,微孔的增长和合并导致延性断裂,试件最终断裂于应力三轴比率和等效应变都较高的刻痕根部,其断裂形式为正断与剪断混合型,断口为杯锥形,显示了断裂的定性规律.试验数据离散较小,试验结果与预测一致,为研究结构钢断裂机理及抗断理论提供了可靠的试验数据.     

氢致7175铝合金韧脆断裂转变行为

采用阴极渗氢和低应变速率拉伸等试验，研究了氢对不同时效状态７１７５铝合金力学性能的影响．结果表明，屈服应力、断裂强度及延伸率等均随充氢时间的延长而下降；且在相同充氢时间条件下，下降程度随时效时间的增加而减小     

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.     

服役经历对7N01铝合金断裂力学性能的影响

材料在服役过程中的可靠性和耐久性是结构安全评估的基础,针对某型高速列车上服役多年的7N01铝合金材料,进行实验室空气环境下断裂力学性能参数测试,并分析服役前后疲劳裂纹扩展行为差异.结果表明:服役经历促使材料的各项断裂力学性能退化,呈规律性下降趋势;服役材料稳态疲劳裂纹扩展阶段da/d N-ΔK关系曲线呈折线现象,分段拟合方法能够精确描述其疲劳裂纹扩展行为.微观形貌的结果显示:服役后7N01铝合金的疲劳裂纹早期扩展区、稳定扩展区和快速断裂区的断裂表面依次为脆性断裂特征、塑性疲劳条带和脆性疲劳条带混合模式及沿晶和穿晶的混合断裂形貌.     

6063铝合金的热塑性实验研究

以6063铝合金为试验材料镦粗法为实验方法，使用热力模拟机Gleeble-1500，通过鼓度来估算摩擦因子，进而通过圆柱镦粗主应力解来修正计算值，求得真实应力，获得6063铝合金真实应力－应变曲线，该试验对同类其它铝合金材料同样适应，并对实际生产具有一定的指导作用。     

Lc4超硬铝合金的氢脆特点

利用ＴＥＭ、ＳＥＭ和阴极渗氢等方法研究了峰值时效（Ｔ６）、过时效（Ｔ７３）及Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ对Ｌｃ４超硬铝显微组织、断口形貌和截面收缩率的影响．研究结果表明，过时效和微量元素能降低超硬铝的氢脆敏感性，当合金中的氢含量＜０．１９×１０－６时，无氢脆效应；当合金中氢含量提高到０．４９～０．５３×１０－６时，出现明显的氢脆效应．本文还讨论了Ｌｃ４超硬铝的氢脆机理．     

电解加钛改进ZL108合金的断裂韧性

在生产工业纯铝的电解槽添加TiO2,直接电解得到含钛量低于0.3%的电解低钛铝合金,用它替代工业纯铝熔配含钛的ZL108合金,记作ZL108 Ti.分别熔配ZL108和ZL108 Ti两种合金,用金属模具浇铸三点弯曲试样,并采用相同的热处理和机加工工艺制备对比试验的试样.在MTS810型材料试验机上测量两种合金的平面应变断裂韧度,分别得到ZL108合金的KIC=(18.9±0.6)MPa·m1/2,ZL108 Ti的KIC=(20.0±0.5)MPa·m1/2.试验结果经t分布的显著性检验确认:电解加钛改进了ZL108合金的断裂韧性.金相分析进一步揭示了电解加钛细化晶粒,使ZL108合金增韧的微观机理.     

铝及铝合金光亮化学镀镍工艺研究

研究了一种铝及铝合金化学镀镍新工艺,确定了合理的工艺流程,探讨了镀前预处理液、光亮剂、络合剂、工艺条件对镀层质量的影响,所得镀层结晶细致,光亮度好,结合力好,镀液使用寿命长,具有广泛的推广应用价值。     

3104铝合金流变应力行为

根据3104铝合金在加工过程中所要求的不同变形条件,设计了不同的变形温度、应变速率,进行热轧过程的模拟实验,分析了合金变形时变形抗力、流变应力与应变速率、变形温度之间的关系.通过对实验数据的数理统计分析,结果表明,该合金流变应力对应变速率和变形温度敏感,应变速率和变形温度是3104铝合金变形工艺控制的主要因素.     

6111铝合金热变形流变行为及本构模型

试验材料为厚2 mm的6111铝合金,利用ZWIKE100KN高温材料试验机对该材料在350~550℃,0.1~10 s^-1应变速率下进行热拉伸试验.结果表明：受位错密度的影响,6111铝合金的流变应力随温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;可以分为应变硬化和饱和稳态流变两个阶段.基于Voce饱和外推模型（H-S模型）构建以温度、应变、应变速率为变量因素的6111铝合金流变应力本构模型,通过回归拟合试验数据求解模型中的参数.试验数据与计算该模型得到的预测曲线吻合较好,验证了该模型的可行性.     

氟铝酸钾法快速测定铝合金及铝盐中铝含量的研究

研究了采用氟铝酸钾法快速测定铝合金及铝盐中的含铝量。试样溶解并消除干扰后,先在pH（7～8）时,用稀NaOH溶液将Al^3＋沉淀为Al（OH）3,再加入KF,生成K3AlF6,并释放出游离碱。反应中析出的游离KOH溶液,以酚酞为指示剂,用HCl标准溶液滴定至终点。测定结果的RSD=0．33％,加标回收率为R=97．10％～101．06％。结果表明,改进后简单、快速、准确、干扰小,是一种既可满足于生产要求,又便于学生实验的准确而快捷的测铝方法。