车削表面及微观结构影响小裂纹形核扩展概率模型

车削试件疲劳行为受表面状态及材料微观结构影响显著。为提高对车削件初始寿命及分散性的预测精度,将车削表面粗糙度、残余应力及材料微观结构作为输入参数,提出综合考虑以上因素影响的随机小裂纹形核扩展概率模型。针对高温合金X材料,在开展试验的数据基础上,识别刀痕深度、残余应力及晶粒尺度随机分布参数,并建模,进而识别了晶体塑性本构、小裂纹形核及扩展模型参数。对高温合金X盘坯不同晶区取样等直棒试件宏观裂纹的萌生过程仿真结果表明:当前模型各晶区仿真寿命抽样分布±2σ区间全覆盖相应试验寿命,且寿命均值在试验寿命均值1.1倍分散带内。此外,模型仿真的萌生裂纹宏观形貌与试验观测断口形貌相仿。

不锈钢微裂纹形核扩展的TEM原位观察

３１０奥氏体不锈钢在透射电镜中的原位拉伸观察表明，如在裂尖发射位错后保持恒位移，则在裂尖能形成无位错区（ＤＦＺ）．这个弹性的ＤＦＺ不均匀减薄，其应力集中可等于原子键合力，从而导致纳米级微裂纹在ＤＦＺ中形核，并很快钝化成空洞．如果裂尖发射位错后继续拉伸，则上述基本过程被掩盖，仅看到交滑移使裂尖区减薄，从而导致微米级空洞或裂纹的形核和连接．如稍稍卸载，则可观察到裂尖前反塞积位错群的逆返现象．

珠光体对ZG120Mn13钢拉伸断裂过程的影响

为探究珠光体降低高碳高锰钢机械性能的原因,本文采用金相组织分析、机械性能测试和断口微观形貌分析等实验方法,研究了奥氏体基体上含体积分数23%珠光体的ZG120Mn13高碳高锰钢的拉伸性能及其裂纹形核和扩展过程.结果表明:通过时效处理,在奥氏体基体上析出的条状、颗粒状以及沿晶界连续分布的珠光体将使ZG120Mn13钢的强度和塑性大幅度下降.机械性能的降低与其力学行为有关,当基体为单一奥氏体时,裂纹将在大量孪生变形后,在孪晶界、孪晶与晶界交界处形核,并沿孪晶界长大而相互连接、扩展.而奥氏体基体上存在珠光体时,裂纹主要在珠光体团内形核,并通过相邻珠光体间奥氏体的塑性耗竭、切断而得以扩展.

Al-10Mg合金热压缩过程中项链组织的形成和扩展行为（英文）

采用旋转结晶工艺制备高镁含量的Al-10Mg合金坯料,并对其进行673K/24h固溶处理及单轴热压缩变形。通过流变应力行为及微观组织表征来分析合金动态再结晶过程中项链组织的形核及扩展行为,特别地,分析了变形温度和应变率对项链组织扩展行为的不同影响。研究表明:大角度晶界的凸出是项链组织首层再结晶晶粒的形核方式,Al-10Mg合金变形组织中有微带、应变诱发的小角度晶界和回复形成的小角度晶界等3种亚晶界。随变形温度升高,微带和回复形成的小角度晶界逐渐消失,应变诱发的小角度晶界形核及由大角度晶界迁移造成的再结晶晶粒粗化是项链组织扩展的主要方式;随应变率的降低,未再结晶的变形晶粒被划分为低取向差中心区、外层再结晶晶粒区和处于中间层的富集小角度晶界的网状结构区等3部分,应变率从6.94×10-1 s-1降至6.94×10-2 s-1时再结晶晶粒面积占比减小,而当应变率从6.94×10-2 s-1进一步降至6.94×10-3 s-1时,再结晶晶粒面积占比显著提高。

铝合金半连续铸造过程中热裂模型综述

铝合金广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车轻量化等领域。半连续直接冷却铸造技术是制备大型铝合金铸锭的重要方法。在此制备工艺中热裂是较为严重的铸造缺陷,该缺陷的控制是制备优质大型铸锭的一项关键技术。针对半连续铸造的发展概况及热裂形成机理和预测模型进行了概述,分析了基于几种热裂判据的热裂敏感性计算结果并与铸造实践对比。结果表明没有任何热裂判据能够定量预测热裂的产生,在定性预测方面,RDG判据具有最大的应用潜力。提出了微观–宏观理论计算与先进观测手段集成的未来展望,在发展热裂判据时,应将相变动力学、断裂力学、流体传热以及合金热力学相结合,并考虑三维糊状区热裂形核–扩展–愈合的复杂机制。

Microstructure evolution during heat treatment of Mg-Gd-Y-Zn-Zr alloy and its low-cycle fatigue behavior at 573K

In as-cast Mg?2.1Gd?1.1Y?0.82Zn?0.11Zr(mole fraction,%)alloy,lamellar microstructures that extend from grain boundaries to the interior ofα-Mg grains are identified as clusters ofγ′using a scanning transmission electron microscope equipped with a high-angle annular dark-field detector.Under a total strain-controlled low-cyclic loading at573K,the mechanical response and failure mechanism of Mg?2.1Gd?1.1Y?0.82Zn?0.11Zr alloy(T6peak-aging heat treatment)were investigated.Results show that the alloy exhibits cyclic softening response at diverse total strain amplitudes and573K.The experimental observations using scanning electron microscopy show that the micro-cracks initiate preferentially at the interface between long-period stacking order structures andα-Mg matrix and extend along the basal plane ofα-Mg.The massive long-period stacking order structures distributed at grain boundaries impede the transgranular propagation of cracks.

喷丸残余应力及夹杂影响小裂纹仿真概率模型

提出考虑喷丸残余应力及内部夹杂影响的随机内部小裂纹形核扩展概率模型,实现构件内部疲劳裂纹萌生过程的仿真。针对高温合金X,在开展试验的数据基础上,识别模型所需的残余应力分布参数、“形核相关”夹杂尺寸分布参数、微观结构相关塑性本构参数及小裂纹形核扩展参数。模型成功预测喷丸等直棒两种主要的形核方式:残余拉应力平衡层夹杂形核及无残余应力区夹杂形核。与试验对比,模型预测内部裂纹萌生寿命及其分散精度高,残余拉应力平衡层预测萌生寿命中值误差为2%,-3σ寿命误差为37%,无残余应力区预测萌生寿命中值误差为3%,-3σ寿命误差为3%;此外,模型仿真的内部裂纹形貌为“鱼眼形”,贴合试验件断口形貌。