海水腐蚀导致铜镍合金的沿晶析出

半硬态B_(Fe30-1-1)铜镍合金管材在实海暴露过程中随着表面氧化膜的腐蚀脱落,在晶界上出现沿晶析出物,形成较大的沿晶腐蚀倾向。TEM观察表明,这种析出物是调幅分解(Spinodaldecomposition)的产物,其衍衬象为明暗相间的条纹,调幅波长小于50nm。该析出物使材料在拉伸时出现脆性沿晶断口,强度略有上升,但大大恶化了材料的耐海水腐蚀性能。文中根据试验结果阐明了析出物的生成动力,认为是海水腐蚀导致材料的应力状态改变(即应变诱生)及合金元素沿晶界向表层的扩散促使已形核的析出物粗化所致。

微量硼对高纯铁硫合金沿晶断裂和硫沿晶偏析的影响

利用俄歇能谱微区分析、低温拉伸试验和ＳＥＭ断口观察，研究了微量硼在高纯铁－６×１０－５（质量分数）硫合金中的沿晶偏析及其对硫沿晶偏析和硫偏析引起的低温沿晶断裂的影响·结果表明，硼能强烈地沿铁晶界偏析，显著降低硫的沿晶偏析倾向，抑制低温沿晶断裂·文中还讨论了硼影响的机理·

Al-Mg合金的解理与沿晶断裂

研究了化学成分和拉伸条件对Al-Mg合金的断裂行为的影响.结果表明,钠含量对合金的拉伸性能和断裂行为有显著的影响.含钠量较高的合金显示出很低的延伸率,而钠含量较低的合金具有很高的延伸率.断口观察表明,含纳量较高的合金发生脆性断裂,断口为解理和沿晶混合型.而钠含量较高的合金发生韧性断裂,断口为韧窝型.在所研究的范围内,镁对合金断裂行为的影响不大,钠是导致合金发生脆性断裂的原因.

细观尺度下岩石沿晶断裂应力强度因子计算研究

大量的细观试验研究发现,岩石破坏主要是裂纹沿着岩石晶体颗粒边界的扩展造成的(沿晶断裂),裂纹沿弯折晶界的扩展则构成了不同材料边界上翼裂纹的扩展。基于以上细观试验结果,建立奇异单元的有限元模型,通过对节点位移的数值外插法,得到了岩石材料沿晶断裂翼裂纹应力强度因子,并研究了晶粒几何特征和材料非均质性(Dundurs参数)对裂纹扩展的影响。研究表明:在均质情况下,晶粒的几何形状在接近正六边形的情况下最适合裂纹扩展。随着非均质性的增强,各主翼裂纹比和晶粒几何角度所对应的KI值都要较均质模型的结果更高,最大的KI所对应的晶粒的内角角度也有所增加。综合所有计算结果可以看出,岩石中晶粒的非均质程度越高,越利于岩石破裂。

淬火高碳马氏体沿晶断裂机制

提出马氏体沿晶断裂机制:粗大奥氏体晶粒转变为马氏体时,以晶粒为体积膨胀单元,必然产生不均匀应变,在晶界区形成显微局部应力,甚至产生应力集中,削弱晶界结合,有时出现微裂缝,在淬火第一类应力(或外力)作用下,形成沿原奥氏体晶界扩展的沿晶裂纹和冰糖状断口。

基于平面应变和沿晶断裂条件下剪切滑移作用的页岩可压性评价方法

水平井分段压裂可使人工裂缝与页岩发育的大量天然裂缝、层理等结构弱面相交形成复杂缝网,剪切滑移型裂缝是缝网的重要组成部分,寻求由页岩剪切滑移作用主导的可压性具有重要意义。考虑真实页岩破坏的平面应变和沿晶断裂条件,从裂纹(裂缝)微观形态入手,建立了断裂韧性计算方法;该方法的计算结果与实验测试结果对比,平均误差为2.93%;以某页岩气水平井测井数据为基础,绘制了基于断裂韧性指数进行可压性评价的全井筒连续剖面,对比压后测试结果,证实该可压性评价方法的可靠性,为页岩气高效开发提供理论参考。

Tabular氧化铝的再热沿晶开裂

ＡｌｃｏａＴａｂｕｌａｒ氧化铝部分晶体异常长大，达４０～６００μｍ。当再热处理时，这些晶体将发生沿晶开裂现象。借助于ＯＭ和ＳＥＭ研究了裂纹的走向和尺寸。

电渣重熔对Fe-38Mn奥氏体合金低温沿晶脆性的抑制作用

研究了真空熔炼 Fe- 38Mn奥氏体合金电渣重熔前后系列冲击试样的断口形貌以及杂质元素和锰在晶界及晶内的分布。结果表明 :真空熔炼 Fe- 38Mn合金存在明显的韧脆转变现象 ,77K冲击功仅为 2 5 J,断口为沿晶断裂特征。经电渣重熔后 ,韧脆转变现象消失 ,77K的冲击功高达 30 0 J,断口以韧窝为主并有少量准解理小刻面。电渣重熔后硫的偏聚明显降低。该合金低温沿晶断裂的产生与硫在晶界的偏聚有关。

金属零件沿晶断裂的失效分析及研究

本文对金属零件沿晶断裂的常见失效模式进行了分析，给出了沿晶断裂失效的原因，并为实际生产时避免这种失效行为提供了一些预防措施。

疲劳过程中沿晶裂纹萌生与扩展的机理

本文阐述了几种沿晶疲劳裂纹萌生与扩展的机制,试图从晶界结构、晶粒之间的形变不协调性和晶界与晶内滑移位错的交互作用等方面分析沿晶开裂的本质过程。

高速列车1Cr17Ni2制动杠杆螺栓沿晶开裂机理研究

高速列车用1Cr17Ni2马氏体不锈钢制动杠杆螺栓在服役过程中发生脆性沿晶开裂。通过断口观察、腐蚀产物成分分析、力学性能测试、微观组织分析和验证试验,揭示该螺栓的开裂机理。制动杠杆螺栓沿晶开裂的原因主要来自两个方面:内因是第二类回火脆性使Cr元素在晶界偏聚,并在晶界上生成"串珠状"含Cr第二相粒子,导致晶界强度下降;外因是螺栓在服役过程中受到了具有较大应变速率的外力的作用。此外,裂纹萌生的位置表明,应力集中在制动杠杆螺栓开裂过程中扮演了重要角色。

护环钢50Mn_(18)Cr_4沿晶断裂分析及其对晶界损伤本质的探讨

在对护环钢50Mn18Cr4失效分析的基础上,研究了沿晶碳化物析出对晶界的损伤.研究指出,晶界碳化物析出是由于护环运行过程中加热操作不当引起的;沿晶碳化物析出对钢的有害作用主要表现为对晶界区变形能力和形变强化潜力的损伤.还提出了等强应变的概念,认为晶界受损的多晶体材料,在其应变量超过等强应变之后,晶界区的剪切变形成为较主要的变形方式,这时,在三重晶界或晶界弯折处等有应力集中的地方按微孔型机制形成裂纹并沿晶界扩展,导致微孔型沿晶断裂.等强应变的大小,取决于晶界受损程度.

0Cr13Ni4Mo钢中AIN的沿晶析出

本文探讨了在0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢中出现的沿晶韧窝断裂现象。试验表明,固溶后在奥氏体区长期等温引起的AIN沿晶析出,是导致该现象产生的主要原因。等温时间越长,沿晶韧窝断裂面积越大,冲击功也越低。本文还探讨了AlN沿晶析出最快的等温温度,Al、N量的影响及减少和避免沿晶韧窝断裂的措施。

含三晶交多晶体沿晶断裂数值建模方法研究

利用内聚力模型模拟多晶体的沿晶断裂,建立符合实际情况的有限元模型是一个难点。使用Matlab,Python语言和Abaqus混合编程,提出了一套简单快速生成晶粒尺寸符合对数正态分布的Voronoi几何模型的算法;通过编写代码插入节点单元,实现了在界面之间批量插入了零厚度内聚力单元,首次解决了三个零厚度内聚力单元界面处(三晶交)出现的空穴问题,弥补了内聚力模型缺陷;通过二次开发实现了有限元分析的全部过程的自动化,包括赋予材料属性,材料取向、载荷施加,模型求解等。最后以多晶铝为例,使用该方法模拟了在没有初始损伤下多晶铝的沿晶断裂过程,结果表明使用该方法准确可靠,能真实地反映随机微观晶粒的裂纹萌生与扩展过程。

内连导线线宽对沿晶微裂纹演化的影响

基于应力诱发表面扩散的经典理论,用有限元法模拟了线宽对铜内连导线中沿晶微裂纹演化的影响。数值模拟结果表明:随着线宽的减小,椭圆形沿晶微裂纹存在分节与不分节两种演化分叉趋势,且演化分节存在临界线宽珔hc;当珔h≤珔hc时,沿晶微裂纹分节成3个新的沿晶微裂纹;当珔h>珔hc时,沿晶微裂纹圆柱化。沿晶微裂纹分节时间^tf随线宽的减小而减小,即减小线宽会加速微裂纹分节。临界外载珋σc与临界形态比βc随线宽的减小而减小,即减小线宽有利于沿晶微裂纹分节。临界外载和临界形态比随晶界能与表面能比值的增大而减小,且沿晶微裂纹比晶内微裂纹更易发生分节。

力、电作用下沿晶微裂纹系统演化的仿真分析

基于表面扩散的经典理论及其弱解描述,对应力迁移、电迁移诱发表面扩散下金属材料内部沿晶微裂纹的演化进行了有限元分析。详细讨论了沿晶微裂纹初始形态、电场和应力大小对沿晶微裂纹演化的影响。仿真结果表明:对于形态比为β的沿晶微裂纹,存在一临界电场值χc。当χ<χc时,微裂纹逐渐圆柱化;当χ>χc时,微裂纹分节为左右两个小裂纹。随β的增大,χc值逐渐减小。应力场的存在将导致微裂纹整体漂移速度减慢,减缓微裂纹的圆柱化;并加快裂腔分节,且使右端分节出的较小裂纹更加狭长。导体宽度越窄,γb/γs(晶界能/表面能)的值越大,微裂纹的分节时间越短。

以声发射信号的特征诊断敏化304不锈钢沿晶应力腐蚀

采用声发射检测技术研究了304不锈钢在0.5 mol/L Na2S2O3溶液中的沿晶应力腐蚀过程,根据声发射信号的平均频率及幅值等特征参数,按声发射源将其分为易感晶界的溶解、裂尖的塑性变形及韧带的机械断裂3个阶段,并采用参数关联法及时频法聚类分析了3个阶段的信号特征。试样现场断口形貌及信号特征参数分析结果表明,声发射技术能够用于监测沿晶应力腐蚀演化进程,辨别其微观发展,为其微观机制研究提供依据,实现应力腐蚀在线精确监测。

应力诱发多种机制下沿晶微裂纹的演化

基于表面扩散和蒸发-凝结两种机制的经典理论,建立有限元法,对由应力诱发的两种机制共同作用下金属内连导线中沿晶微裂纹的演化进行数值模拟。采用机制比K衡量两种机制竞争的强弱,当K1时,可将模型视作仅受表面扩散机制的影响。结果表明:随着K的增大,微裂纹的演化呈现三个阶段,即表面扩散占据优势、两种机制竞争激烈和蒸发-凝结机制占据优势;微裂纹分节时面积整体呈增大趋势,增幅在两种机制竞争激烈时有所放缓;分节时间整体呈减小趋势,随着机制比增大,降幅有所减小;临界形态比则先增大后减小。

服役期间T91/TP347H异种钢接头TP347H钢侧热影响区沿晶开裂分析

某电厂锅炉屏式过热器在运行8万h后,其T91/TP347H异种钢接头出现沿晶裂纹,裂纹位于TP347H奥氏体钢侧热影响区。通过显微组织观察、硬度测试和拉伸试验分析了沿晶开裂的特征、形成原因及其对力学性能的影响。结果表明:沿晶裂纹出现在TP347H钢侧熔合线处,为晶间腐蚀裂纹,裂纹深3~4个晶粒尺度,内部有氧化物填充;存在沿晶裂纹的屏式过热器管接头的硬度和抗拉强度符合标准要求,但塑性较差;粗大的晶粒和焊后较快的冷速使得屏式过热器管接头TP347H钢侧热影响区在高温服役过程中易发生晶界贫铬,引发晶间腐蚀,TP347H钢侧熔合线附近较高的硬度梯度导致应力易在此处集中,从而加速晶间腐蚀裂纹的产生。

表面扩散下铜内沿晶微裂纹演化的数值模拟

基于表面扩散和蒸发-凝结的经典理论及其弱解描述,对应力诱发表面扩散下铜内沿晶微裂纹演化进行了有限元分析。结果表明:沿晶微裂纹演化分节存在临界外载和临界形态比,当外载或形态比小于临界值时,微裂纹逐渐圆柱化;当外载或形态比大于等于临界值时,微裂纹沿晶界方向扩展并分节为三个裂腔。微裂纹分节时间随外载的增大和形态比的增大都减小,即外载和形态比的增大加速微裂纹分节。而临界外载和临界形态比随着形态比或外载的增大而减小,表明形态比和外载的增大都将有助于微裂纹分节。此外,沿晶微裂纹中晶界能与表面能比值的增大会加快微裂纹的分节。