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中国科学院金属研究所专利：一种测量金属材料疲劳裂纹扩展门槛值的简易方法
中国科学院金属研究所 专利 金属材料 疲劳裂纹 扩展门槛值 简易方法
2023/8/28
中国科学院金属研究所专利：一种测量金属材料疲劳裂纹扩展门槛值的简易方法
增材制造金属作为新一代“高设计自由度”材料，虽具有传统铸轧工艺无法比拟的优势，但其长期服役疲劳性能仍有不足。航空发动机、燃气轮机和高铁等关键零件，在服役过程中承受107~1010及以上的循环载荷，材料微结构敏感性显著增强，实验寿命分散性大，传统基于疲劳极限（107）的疲劳强度与寿命设计理论不再适用。因此研究增材制造金属材料的超高周疲劳（VHCF）失效机理，建立量化内部缺陷和微结构的超高周疲劳裂纹萌...
中国科学院力学所提出微结构敏感的增材合金超高周疲劳裂纹萌生/扩展新理论（图）
微结构 合金超高周 航空发动机 燃气轮机
2023/4/23
增材制造金属作为新一代“高设计自由度”材料，虽具有传统铸轧工艺无法比拟的优势，但其长期服役疲劳性能仍有不足。航空发动机、燃气轮机和高铁等关键零件，在服役过程中承受107~1010及以上的循环载荷，材料微结构敏感性显著增强，实验寿命分散性大，传统基于疲劳极限（107）的疲劳强度与寿命设计理论不再适用。因此研究增材制造金属材料的超高周疲劳（VHCF）失效机理，建立量化内部缺陷和微结构的超高周疲劳裂纹萌...
钠冷快堆用316KD奥氏体不锈钢中高温铁素体对疲劳裂纹扩展行为的研究进展（图）
316KD 奥氏体 不锈钢 疲劳裂纹
2023/5/19
我国钠冷示范快堆的堆本体设备采用自主研制的控碳控氮型316KD奥氏体不锈钢，工业化规模铸锭中会出现因成分偏析造成的高温δ-铁素体，并且随着铸锭尺寸的增加，δ-铁素体的数量显著增加。δ-铁素体在服役过程中易发生分解，显著影响合金的力学性能。在前期澄清高温δ-铁素体形成机制的基础上（Metall. Mater. Trans. A, 51, 2020, 2998-3008），进一步研究了δ-铁素体对疲劳...
借助扫描电镜（SEM）对2B06铝合金薄板料疲劳断口进行分析，揭示疲劳裂纹萌生机理；借助金相显微镜测量2B06铝合金第二相尺寸，通过统计分析获得最佳分布形式及拟合的概率密度函数；建立基于裂纹萌生微观机理的疲劳寿命的可靠性评估方法，分别计算不同可靠度条件下（90%，95%，99%和99.9%）的理论计算寿命。对比分析理论计算和试验结果，对评估方法进行试验验证。结果表明，基于疲劳微观机制的可靠性评估方...
多元Al-7.5Si-4Cu合金热疲劳裂纹萌生与扩展行为的研究
多元Al-7.5Si-4Cu 热疲劳 萌生 扩展行径 氧化
2013/11/21
研究了不同热处理状态的多元Al-7.5Si-4Cu合金在室温至350 ℃下的热疲劳行为, 利用OM和SEM对合金的热疲劳裂纹形貌进行了观察.结果表明: T6处理后多元Al-7.5Si-4Cu合金的热疲劳性能优于铸淬+时效态和铸态. 热疲劳裂纹均萌生于V型缺口处, 热应力诱导使组织氧化疏松最终成为裂纹萌生源. 裂纹扩展前期为沿晶生长, 主要靠裂尖钝化-尖锐化引起裂纹扩展; 裂纹扩展后期为沿晶、穿晶混...
新型镍基粉末高温合金FGH98的高温疲劳裂纹扩展行为研究
FGH98 疲劳裂纹扩展 γ’相 晶粒尺寸
2013/11/21
测定了新型粉末高温合金FGH98在650 ℃空气环境中的疲劳裂纹扩展速率, 与前两代粉末高温合金FGH95和FGH96的裂纹扩展速率进行了比较分析, 研究了合金显微结构以及保载时间对FGH98合金裂纹扩展速率的影响. 结果表明, FGH98合金的高温疲劳裂纹扩展抗力较前两代粉末高温合金有了明显提高. 控制固溶后以适当的方式冷却, 使得二次和三次γ’相均匀匹配析出, 可以获得具有良好疲劳裂纹扩展抗力...
新型纤维金属混合层板结构的疲劳裂纹扩展与分层行为
新型混合层板 疲劳裂纹扩展 分层
2013/9/29
为了研究一种新型混合层板的损伤容限性能,针对两种铺层混合层板结构进行了应力比R=0.1,-1下两种锯切缺口尺寸试样的疲劳裂纹扩展试验,对比分析了获得的裂纹扩展a-N曲线数据,并通过对试样进行腐蚀去层,研究了层板的各层分层形态。结果表明,在应力比R=0.1时该新型混合层板疲劳裂纹扩展性能明显优于铝合金板;预浸料两侧添加胶膜比不添加胶膜会导致较好的疲劳裂纹扩展性能;由于裂纹桥接机制作用,锯切缺口尺寸较...
通过2024--T3和新型2524--T34铝合金的疲劳实验和对试样表面及疲劳断口的观测, 研究了材料的微观结构和疲劳裂纹萌生机制。实验在室温下完成, 应力比为0.1、加载频率为15 Hz。结果表明: 实验材料呈现了再结晶的层状晶粒结构, 晶粒沿着轧制方向被拉长, 并较为平坦。2024铝合金中二相粒子的分布更为密集无序, 且粗大、不规则形状的二相粒子分布更多, 而2524铝合金中二相粒子多沿轧制方...
TC11和TC4钛合金室温/400℃疲劳裂纹扩展特性研究
钛合金 疲劳 裂纹扩展速率 数据拟合
2013/9/29
TC11和TC4这两种变形对这两种钛合金室温和400℃的疲劳裂纹扩展试验结果及其特性进行了分析.试验结果显示,两种钛合金的室温疲劳裂纹扩展速率的数据比较集中,而400℃时的分散性比较大.通过对造成数据分散性的原因分析,认为以平均值为期望值的线性回归拟合方法会造成偏危险的估计,因此提出了以数据上边界为基础的Paris拟合方法.根据两种钛合金的室温和400℃时的数据,发现TC11的裂纹扩展速率比较低,...
采用充氢CT试样对TC4钛合金电子束焊接头的室温疲劳裂纹扩展速率进行了测定,并对试样断口和接头各区显微组织进行了观察。试验结果表明:充氢母材试样在低速扩展区和失稳扩展区的da/dN相对于未充氢试样有明显的提高,但不同氢含量之间差别不大,在稳态扩展区(Paris区),氢对da/dN的影响很小。充氢焊缝试样在整个裂纹扩展过程中的da/dN明显提高,且随着氢含量的增加而增加。断口分析结果表明氢的加入使得...
氯化物溶液中不锈钢腐蚀疲劳裂纹初始萌生的过程机理
不锈钢 腐蚀疲劳 氯化物溶液
2009/9/11
研究了动应力（往复弯曲疲劳应力）对氯化物溶液中不锈钢点蚀敏感性的促进作用。在固溶态３１６Ｌ不锈钢表面点蚀孔中产生了明显的非敏化态晶间腐蚀。在点蚀孔内受腐蚀晶界处孕育产生了初态腐蚀疲劳裂纹，裂纹由沿晶转变为穿晶扩展，形成主裂纹并继续扩展直至材料失稳断裂。阐述了在动应力和侵蚀性介质联合信息作用下ＣＦ裂纹萌生的过程机理。论述了动应力－环境介质－材料特性在多种腐蚀类型交互作用中的贡献和相关性。
腐蚀疲劳裂纹的虚拟扩展方法研究
虚拟裂纹扩展 腐蚀疲劳 随机过程
2009/9/10
以紧固孔结构件腐蚀疲劳试验为基础，研究了腐蚀疲劳裂纹虚拟扩展方法即随机过程和AFGROW模拟方法.以试验数据拟合得到的Paris公式为基础，在随机过程方法中考虑了正态随机过程和对数正态随机过程，得到裂纹长度和循环数之间的模拟曲线，给出指定循环数下裂纹长度的概率模型并和实验结果进行了比较.利用AFGROW对腐蚀疲劳裂纹扩展进行了模拟，裂纹扩展模拟曲线与实验值符合较好.
16MnR钢在不同条件下的疲劳裂纹扩展规律
16MnR钢 疲劳裂纹扩展速率 高温
2009/8/11
采用压力容器用16MnR热轧钢不同缺口尺寸、不同厚度的紧凑拉伸 (CT)试样, 进行了不同温度、不同应力比条件的一系列疲劳裂纹扩展实验, 得到了相应实验条件下的疲劳裂纹扩展速率. 讨论了高温环境、缺口半径、应力比及试样厚度对疲劳裂纹扩展行为的影响规律. 结果表明: 16MnR钢在环境温度为150和300 ℃时的疲劳裂纹扩展速率比25和425 ℃时低, 300℃时疲劳裂纹扩展速率最低, 300℃以上...