两种新型航空铝合金平面应变断裂韧性K_(IC)研究

研究了两种新型航空铝合金的L-T和T-L取样方向的平面应变断裂韧性KIC值,采用标准紧凑拉伸试样进行试验,最后对实验数据进行了整理比较,并对试件进行了扫描电镜观察,通过电镜照片分析了该现象的产生机理。研究结果显示,这两种新型航空铝合金平面应变断裂韧性均高于传统航空铝合金,且存在明显的各向异性。对于同种铝合金材料而言,L-T取向的KIC值高出T-L取向KIC值42%～45%。

聚甲基丙烯酰亚胺泡沫平面断裂韧性实验研究

平面断裂韧性对于结构强度设计具有重要意义。针对含有预制裂纹的聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫紧凑拉伸(CT)试样,开展了平面断裂韧性实验,获得了相应载荷-位移曲线。随后通过光学方法获得了CT试样断口的显微图和三维形貌,标定了裂纹前缘,并精确测量了裂纹长度。最终通过计算获得PMI泡沫的平面断裂韧性K_(IC)为0.103 MPa·m^(1/2),离散系数为2.66%,证明了实验的可行性和可靠性。

双侧振法预制断裂韧性试样疲劳裂纹研究

金属材料平面应变断裂韧性K1c这个韧性指标,对评价金属材料的韧性、改进材料的生产工艺制度、研制新的金属材料和安全设计等方面都有一定的指导作用。 测试金属材料的平面应变断裂韧性K1c和延性断裂韧性J积分值时,所用试样都要预制符合试验标准要求的疲劳裂纹。

长期服役对30Cr1Mo1V钢疲劳断裂性能和组织的影响

研究了服役16年的汽轮机30Cr1Mo1V高中压转子钢的组织结构与疲劳断裂性能。选取转子高应力段、高温段和中压段等3个典型部位的平面应变断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率性能比较试验。结果表明,高温段的性能劣化最严重,高应力段次之。微观组织观察表明30Cr1Mo1V钢原始的回火索氏体组织发生了明显的分解,碳化物球化,晶界碳化物粗化严重,在高温段的晶界处发现了少量的蠕变孔洞,这些现象可能是材料力学性能退化的组织结构原因。可见,因工作温度和应力差异,转子不同部位性能下降和组织结构退化状态出现明显分化,温度影响最明显。

电站锅炉用HR3C钢管表面裂纹临界尺寸

以供货态和650℃(外管壁温度)服役18644 h的HR3C钢炉管为对象,采用实验及模型计算相结合的方法,获得HR3C钢管表面裂纹失稳扩展的临界尺寸,用于定量化评估服役HR3C钢管的可靠性。结果表明,供货态和服役态HR3C钢炉管室温及650℃时的K_(IC)值分别为16.06、2.38 MPa·m^(1/2),以及7.92、1.21 MPa·m^(1/2)。基于K-判据法,推算出供货态及在蒸气压力为5.72 MPa、650℃下服役18644 h的规格为Ф60 mm×4 mm的HR3C钢管表面裂纹失稳扩展的临界尺寸分别为0.67、0.09 mm。最后,结合显微结构及断口分析,确定了服役态HR3C钢管临界裂纹尺寸减小及服役早期失效的原因。