扭转预应变对Q345R钢低周疲劳性能影响的研究

采用轴向应变控制法、MTS809电液伺服疲劳试验机开展了扭转预应变后压力容器用Q345R钢的低周疲劳试验,获得了扭转预应变下材料的循环响应特征、应力-应变关系以及疲劳寿命等低周疲劳试验数据。根据应变-寿命曲线和塑性应变能-寿命曲线对试验钢的疲劳寿命进行了预测,两种方法预测结果一致。结果表明:扭转预应变对Q345R钢的疲劳寿命有明显的影响,但对其循环响应特征无明显影响,试验钢具有循环硬化特征。经过预扭转试件的裂纹扩展区出现韧窝,预扭转加速了裂纹扩展速率并增加了最后断裂区面积;而扩展区相应减小,这是预扭转导致疲劳寿命降低的原因。

氮化硼含量对低压烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

通过低压烧结制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了氮化硼(BN)含量对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,烧结后的金属陶瓷微观组织呈现出典型的芯环结构。随着BN含量的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的黑色芯相尺寸减小,白芯灰环结构数量增加,整体微观组织随BN的添加更加均匀。另外,随着BN含量的增加,硬质相与粘结相之间的润湿性降低,金属陶瓷的孔隙率提高;而适量的BN有利于改善Ti(C,N)基金属陶瓷的微观结构并提高最终的力学性能。当体系中BN含量为1.5%时,Ti(C,N)基金属陶瓷的硬度值最大,达到了1710 HV_(30);当BN含量为2.0%时,Ti(C,N)基金属陶瓷的韧性最大,为9.4 MPa·m^(1/2),与未添加BN的试样相比,提高了10.59%;当BN的添加量超过1.5%时,金属陶瓷的抗弯强度降低,试样断口处穿晶断裂减少,沿晶断裂增加。总体而言,当BN含量为1.5%时,Ti(C,N)基金属陶瓷试样拥有最佳的综合力学性能。

双尺度结构WC-6%Co硬质合金球磨工艺研究

以粒度分别为2.4μm和0.9μm的粗细WC和Co为原料,采用常规球磨和真空烧结制备了双尺度结构WC-6%Co硬质合金。利用XRD、SEM观察合金的物相变化及微观组织形貌,并通过对比分析密度、硬度、矫顽磁力、抗弯强度和断裂韧性等研究了球磨工艺对合金综合力学性能的影响。结果表明,随着球磨时间和球料比的增加,WC晶粒逐渐长大,合金的(0001)基面百分比例显著增加,同时(1010)棱柱面比例降低。且相比于球磨时间,增加球料比更能破碎和活化细WC颗粒。预磨24 h、球料比4∶1及混合球磨24 h、球料比2∶1球磨条件下制备的合金综合性能达到最佳,其密度、硬度、矫顽磁力均较优异,抗弯强度最高达到3 250 MPa,同时断裂韧性为11.5 MPa·m^(1/2)。

金属材料的腐蚀疲劳研究进展

由于腐蚀环境无处不在,金属材料极易被腐蚀;在腐蚀与疲劳的双重作用下,其寿命大幅降低。对腐蚀环境的分类、影响金属材料腐蚀疲劳的因素、金属材料腐蚀疲劳寿命预测模型与退化规律等方面进行综述,并展望金属材料腐蚀疲劳研究的未来发展趋势。该研究可为增强金属材料的耐腐蚀性提供参考。

超声冲击对高强铝合金搅拌摩擦焊接接头疲劳机制影响的研究进展

疲劳破坏常源于材料表面及次表面,同时也是材料最主要的失效方式,搅拌摩擦焊接结构也不例外。因此,提升焊接接头表面性能对于提高焊接接头疲劳寿命显得尤为重要。超声冲击处理技术作为一种新型表面后处理技术,对焊接接头疲劳性能的影响机制受到广泛关注与研究。作者对超声冲击改善搅拌摩擦焊焊接接头应力集中、残余应力、微观组织、不同超声冲击参数对接头疲劳性能的影响以及数值模拟技术与应力-寿命曲线在整个研究过程中的应用等方面进行综述,并展望超声冲击处理技术未来的研究方向。

盐雾腐蚀对HRB400E抗震钢筋低周疲劳和力学性能的影响

采用质量分数为5%的NaCl溶液在盐雾腐蚀箱进行30~90 d加速腐蚀试验,研究了盐雾腐蚀对HRB400E钢筋低周疲劳行为和拉伸性能的影响。然后采用轴向位移控制模拟地震载荷对腐蚀钢筋开展了低周疲劳和拉伸试验,获得循环响应特征曲线和应变-寿命曲线。结合SEM断口形貌观察,分析钢筋的低周疲劳断裂机制。结果表明:盐雾腐蚀对钢筋的质量和尺寸有明显影响,钢筋表面产生腐蚀坑;钢筋的力学性能随腐蚀时间增加而降低,腐蚀90 d的断裂伸长率下降率达46.1%,屈服强度在腐蚀30 d以后可能就不再满足标准要求;腐蚀明显削弱了钢筋的抗循环载荷性能,导致低周疲劳寿命下降;腐蚀会减小钢筋的裂纹扩展区面积并加速裂纹扩展。

盐雾预腐蚀对HRB400E抗震钢筋超低周疲劳性能的影响

研究了盐雾预腐蚀对HRB400E钢的超低周疲劳性能影响。用NaCl溶液在盐雾腐蚀箱中对试验钢加速腐蚀30~90 d,然后采用轴向位移控制模拟强震载荷进行超低周疲劳试验,获得载荷随循环周次的变化关系和应变寿命曲线等;最后采用扫描电镜对断口形貌进行观察,分析微观断裂机理。试验结果表明:预腐蚀30、60和90 d的试验钢寿命分别下降了4.4%~10.2%、14.3%~31.8%和7.8%~30%;宏观裂纹萌生寿命占总寿命的90%,应变幅3%为超低周与低周疲劳的分界点;盐雾腐蚀对试验钢的循环响应特征与Masing特性无明显影响;断裂区呈月牙状沿着试验钢边缘断裂,较长盐雾腐蚀时间和较高应变幅会导致最后断裂区产生韧窝特征。

缺口件疲劳行为研究进展

综述了环境因素、载荷方式、工件几何形状以及工艺处理对缺口件疲劳行为的影响,并介绍了对缺口件疲劳寿命分析的方法和强化缺口件疲劳性能的工艺方法。对国内外有限元软件在研究缺口件疲劳行为方面的应用进行了简述,通过有限元模拟可以获得危险位置的应力应变分布,并将有限元模拟结果和寿命预测模型相结合,从而对缺口件疲劳寿命进行有效预测。最后总结目前研究成果,对缺口件研究的方向和前景进行展望。