Influence of heat treatment regimes on microstructures and fracture characteristics of 7055Al alloy containing Ag

Tensile properties, fracture characteristics and microstructures of 7055 aluminum-based alloy containing Ag after T6, T73 and RRA treatment were investigated. The results show that RRA treatment retains strength of 7055-T6 with higher electrical conductivity close to that of 7055-T73 alloy, but its elongation decreases greatly. SEM fractographs reveal that intergranular cracking and shear-type transgranular cracking are both presented on the fracture appearance of 7055-T6 specimen. After T73 treatment, the fractographs mainly consist of dimple-type transgranular cracking with minor intergranular cracking. For 7055-RRA specimen, intergranular cracking dominates with minor dimples on the fracture surface. The type and size of precipitates, width of grain boundary and the ability of precipitates to impede dislocation motion vary with heat treatment regimes. Three frature models were built on the basis of microstructural analyses.

黔北凤冈地区下寒武统牛蹄塘组页岩孔隙结构特征及油气地质意义

利用全岩X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、核磁共振(NMR)和低温氮气吸附实验方法多尺度定性-定量表征黔北凤冈地区永凤1井下寒武统牛蹄塘组页岩孔隙结构特征,并探讨其影响因素与油气地质意义。研究结果表明:(1)黔北凤冈地区下寒武统牛蹄塘组页岩矿物组成以石英、长石与黏土矿物为主,其次为碳酸盐矿物与黄铁矿;孔隙类型主要为有机质孔、粒间孔、粒内孔与微裂缝,有机质孔与黏土矿物粒间孔最为发育。(2)研究区牛蹄塘组页岩比表面积平均值为9.536 6 m^(2)/g,总孔体积平均值为0.009 02 cm^(3)/g,介孔体积平均值为0.007 95 cm^(3)/g,宏孔体积为0.000 37~0.004 58 cm^(3)/g,平均为0.001 07 cm^(3)/g,平均孔径为3.381~5.947 nm,介孔最为发育。页岩孔体积主要由介孔与宏孔贡献,比表面积主要由微孔与介孔贡献,微孔与介孔、宏孔连通性相对较差,介孔与宏孔连通性较好,孔隙形态主要为墨水瓶形、圆柱形和裂缝形。(3)研究区牛蹄塘组孔隙结构主要受TOC、黏土矿物与脆性矿物影响,TOC与黏土矿物对比表面积、总孔体积、介孔体积及孔隙度具有积极影响,脆性矿物则对比表面积、孔隙度、介孔体积具有消极影响。

20CrMoH钢齿轮开裂原因

在某20CrMoH钢齿轮渗碳处理过程中,其齿轮根部出现裂纹。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法分析了齿轮开裂的原因。结果表明:材料晶界处分布枝晶状的硫化锰,该类夹杂物属于Ⅱ类硫化物,形成于第二脆性区的温度区间,由稳定的共晶反应生成,硫化锰夹杂物的形成与S、O元素含量及冷却速率有关;夹杂物破坏了基体的连续性,应力集中处萌生微裂纹并不断扩展,最终导致20CrMoH钢齿轮发生开裂。

Intergranular Fatigue Cracking Behaviour in Aluminium

In order to understand the basic mechanism of intergranular cracking in pure metals during fatigue, stress-controlled push-pull fatigue tests were carried out with high purity aluminium. Tests were interrupted frequently so as to study the grain boundary (GB) cracking behaviour by the surface observation. The results show that crack initiation at GB was a process controlled by multi-factors, such as boundary structure, GB-slip interaction, GB sliding and so on. If these factors are varied so that the incompati- bility at a GB increased, the possibility of cyacking at the boundary will be raised. Some inteygranular cracking phenomena are not able to be explained by the GB stepping mechanism.

核电厂水池结构不锈钢覆面在模拟泄漏环境中的腐蚀性能研究

采用点蚀、晶间腐蚀、电化学和应力腐蚀的方法对核电厂水池结构304L不锈钢覆面在模拟泄漏环境中的腐蚀性能进行研究。结果表明,304L不锈钢在模拟泄漏环境中母材的耐点蚀能力略好于焊缝和热影响区,但比在水池内介质中更易于发生点蚀;在常规硼酸水浓度环境和模拟泄漏环境中304L不锈钢具有良好的抗晶间腐蚀和应力腐蚀能力。

应变速率对316LN应力腐蚀开裂敏感性的影响

不锈钢结构材料在压水堆水化学条件下产生应力腐蚀开裂(SCC)影响核电站安全,掌握应力腐蚀敏感性影响因素边界条件具有十分重要的意义。采用恒应变速率拉伸试验方法,结合断口分析技术,研究了应变速率对第三代压水堆核电站主管道材料316 LN在高温B-Li水化学条件下SCC的影响规律。结果表明:在1000 mg/LB、2 mg/LLi、10 mg/LCl饱和氧高温B-Li水溶液中,随着应变速率的降低,316 LN的延伸率、最大破断应力、断裂能呈减小的趋势,而SCC敏感指数呈增大的趋势;只有当应变速率低于或等于4.17×10-6/s时,试样才萌生SCC裂纹,316 LN产生SCC的临界应变速率介于8.34×10^(-6)~4.17×10^(-6)/s范围;当应变速率降低到4.17×10^(-6)/s时,316 LN主要发生穿晶型SCC,裂纹呈扇形向基体内扩展,而当应变速率降为8.34×10^(-7)/s时,316 LN开裂模式转变为沿晶和穿晶混合型SCC。

C-HRA-5奥氏体耐热钢晶粒尺寸分布对晶间腐蚀性能的影响

通过DL-EPR试验研究了混晶和晶粒均匀对C-HRA-5奥氏体耐热钢晶间腐蚀性能的影响,采用金相显微镜、SEM、EBSD等分析了晶粒尺寸、特殊晶界、碳化物析出相和晶间腐蚀特征等。结果表明:晶粒均匀组织试样的耐晶间腐蚀性能高于混晶组织试样;两种试样都含有Σ3占主导的低ΣCSL特殊晶界,前者的特殊晶界含量为54.2%,远高于后者29.5%;可认为晶粒均匀组织试样高耐蚀性的原因是高含量的特殊晶界打断了大角度晶界网络的连通性,对富Cr的M23C6的析出具有一定的抑制作用,改善部分晶界的贫Cr现象。

淬火速率对AlZnMgCu(Zr)合金断裂行为的影响

通过室温力学性能测试,光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了淬火速率对AlZnMgCu(Zr)合金断裂行为的影响。结果表明:含Zr小于0.1%合金随着淬火速率的降低,由穿晶破断和沿晶开裂的混合型断裂逐渐转变成沿晶断裂;其主要原因是淬火速率降低使晶界无沉淀析出带(PFZ)宽化。含Zr大于等于0.1%的合金随着淬火速率的降低由穿晶破断为主的断裂逐渐转变成沿晶开裂和穿晶剪切的混合型断裂;沿晶断裂的产生主要是由于晶界无沉淀析出带宽化;穿晶剪切主要是由于慢速淬火过程中晶粒内部析出了大量粗大的η平衡相。

热处理制度对含Ag的7055铝合金断裂特征的影响

研究了含Ag7055铝合金在T6,T73,RRA3种热处理状态下的力学性能、断裂特征及显微组织变化特征。实验结果表明,RRA处理可以在保持T6状态强度的同时,获得较高的电导率,然而试样的延伸率相对较低;断口SEM形貌观察表明,T6状态断裂机制为剪切型穿晶断裂和沿晶断裂同时并存,而T73处理后,主要呈韧窝型穿晶断裂,沿晶断裂部分减少,RRA试样断口则主要为沿晶断裂,并在晶界面上分布有韧窝型断裂特征;由于不同热处理状态下,强化相不同且其阻碍位错滑移能力也不同,同时晶界PFZ宽度也发生变化,这些因素的综合作用导致不同热处理状态下的断裂特征不同。

不同围压下深井煤岩短时蠕变试验的细观损伤机制分析

分析深井煤岩试验断口上矿物、结构、构造等的细观特征,追溯围压对其蠕变损伤机制的影响及调节作用,得到了围压分别为0、10和20 MPa的深井煤岩短时分级加载蠕变试验破坏断口的细观构造,分别对应解理断裂-节理裂隙、沿晶界断裂、沿晶界断裂-穿晶断裂。围压为0 MPa的单轴蠕变试验破坏断口,是煤岩受简单应力环境直接作用的结果,因此,其解理断裂和节理裂隙构造清晰、方向明确、内部新鲜且无夹杂。围压为10 MPa三轴蠕变破坏断口的沿晶界断裂间隙较宽、内部不干净、充填碎屑类夹杂,表明较强环向约束下的晶界较易于克服,且矿物结构以晶粒间的切向运动及力矩作用下的晶粒转动方式调整。围压为20 MPa的三轴蠕变试验,环向强约束使得晶界与晶粒的强度难以克服,最终破坏断口上的沿晶界断裂主要呈现弧形转动,穿晶断裂以剪切位移为主要特征,所以沿晶界断裂构造不太干净、内部充填围压先期作用时原生构造闭合后新产生的少量碎屑类夹杂,穿晶断裂间隙极小、新鲜、干净无夹杂。

两种无铅钎料的抗蠕变性能与Sn60Pb40钎料的对比分析

对两种无铅钎料Sn-Ag-Cu-Bi和Sn-Ag-Sb模拟封装钎焊接头的蠕变和断裂行为进行了研究,并与传统的Sn60Pb40近共晶钎料进行了对比。结果表明,两种无铅钎料的抗蠕变能力均远优于Sn60Pb40近共晶钎料,其蠕变速率低且蠕变寿命长。钎焊接头蠕变断裂后的扫描电镜分析表明,两种无铅钎料钎焊接头的蠕变断裂呈现明显的沿晶断裂特征,而Sn60Pb40钎料钎焊接头的蠕变断裂机理则为穿晶断裂。

TC21新型钛合金的超塑性拉伸行为及组织演化

研究了新型高强高韧高损伤容限TC21钛合金的超塑性拉伸变形行为及组织演化规律。结果表明,TC21合金具有良好的超塑性和较宽的超塑性温度-应变速率范围(720℃～960℃,5.5×10^(-5)／s～1.1×10^(-2)／s)。在最佳超塑性条件下(900℃,3.3×10^(-4)／s),平均延伸率达到980％,最高延伸率达到1309％,平均流动应力仅为19.5 MPa。在超塑性拉伸过程中,试样变形区将发生明显的动态再结晶,使原始条状初生α相破断、细化和等轴化,促进超塑性的提高。随着变形温度提高、变形量增大和变形时间加长,将发生聚集再结晶,使再结晶α相合并长大成不规则的大片状,引起显微组织明显粗化,断口表面起伏增加。在最佳超塑性条件下,断口中形成了大而深的空洞,晶界滑动和晶间断裂特征明显。

Mo-C棒的横向弯曲性能

采用弯曲性能测量、晶内及晶界的显微硬度测试、金相显微镜、扫描电镜观察等方法,对不同状态下的Mo-C棒横向弯曲性能及组织进行研究。研究结果表明:Mo-C棒再结晶开始温度在950℃左右,在1200℃时基本形成了等轴晶组织;当退火温度低于1200℃时,随着退火温度的升高,合金的横向弯曲性能逐渐提高,在1100～1200℃时,合金的横向弯曲延伸率最高,达到5%。添加碳后,合金的晶界显微硬度比合金的晶内显微硬度高150MPa左右;纯钼的断裂方式以沿晶断裂为主,添加碳后,由于合金的晶界强度得到提高,合金的断裂方式变成以穿晶断裂为主,断口上有大量的解理面,具有明显的河流状花样和解理台阶,且塑性越好的断口,撕裂岭也越多;当添加的碳含量偏高时,在晶界处产生了大颗粒的碳化物,这种大颗粒的碳化物会降低合金的塑性。

SCM420钢在600℃至熔点温度范围内的热塑性

通过在Ｇｌｅｅｂｌｅ—１５００热模拟试验机上进行热拉伸试验，研究了ＳＣＭ４２０齿轮钢在高温下的热塑性及变形断裂的行为与机制。结果表明，ＳＣＭ４２０钢在７５０～９００℃和在１３５０℃以上时出现沿晶脆性断裂，在９５０～１３００℃为穿晶断裂；在沿晶断裂过程中，晶界处的硫化物粒子作为应力集中核心促进了微孔聚合或晶界滑移，恶化了塑性；拉伸变形前的预相变过程促进了固溶温度较高的（ＭｎＦｅ）Ｓ粒子的大量析出，从而严重恶化了ＳＣＭ４２０钢的热塑性，使塑性凹槽向高温区扩展了约１５０℃左右。

晶内型结构的Al_2O_3/SiC_p纳米复相陶瓷

利用非均匀成核的方法在纳米SiC粒子表面包覆一层Al2 O3,通过胶态悬浮液将其均匀分散于Al2 O3 基体中 ,制备出晶内型结构为主的Al2 O3/SiCp 纳米复相陶瓷。通过对材料显微结构及断口形貌分析 ,发现Al2 O3/SiCp 纳米复相陶瓷中 ,含纳米SiC粒子的Al2 O3 晶粒内 ,在残余热应力作用下产生了大量的位错。位错的交截、组合导致微裂纹成核 ,从而诱发材料发生非平面穿晶断裂。

烧结NdFeB永磁材料的断裂研究

研究了烧结ＮｄＦｅＢ永磁材料的断裂行为及晶粒晶面和晶界界面的相成分。研究表明：ＮｄＦｅＢ磁体的断裂行为主要为沿晶断裂。晶界界面上富Ｏ和Ｎｄ元素，作者认为，晶界上存在的薄片状含氧富钕相是引起磁体沿晶断裂的主要原因，同时提出了几种提高ＮｄＦｅＢ永磁材料强韧性的途径。

变形工艺对纯Mo棒组织和横向弯曲性能的影响

通过弯曲性能测量、金相、SEM以及TEM观察对不同工艺锻造的纯Mo棒横向弯曲性能及组织进行了研究。结果表明:纯Mo棒直接拔长时,随着变形量的增加,其横向塑性变化不大,纵向晶粒逐渐被拉长,当变形量达到96%时,出现明显的纤维组织,断口呈冰糖状。若纯Mo棒在1100℃镦粗50%再拔长到Φ45mm,这样反复进行三次,随后在此温度下从Φ45mm直接拔长到Φ18mm,其横向组织与直接拔长后的相比变化不大,纵向晶粒虽有拉长,但较直接拔长的晶粒长宽比要小,且晶粒不规则程度增加,此锻造工艺仍然不能有效改善其横向塑性。若纯Mo棒在1100℃先镦粗50%再拔长到Φ45mm,反复进行三次后,再将在此温度下从Φ45mm直接拔长到Φ18mm的纯Mo棒镦粗50%后,其横向塑性可得到大幅度提高,弯曲变形量>5%;金相观察表明,其横向晶粒边界变得不很明晰,扭曲程度加重;而纵向晶粒之间晶界相互穿插程度较为严重;其弯曲断口以穿晶断裂为主,断口上有大量的解理面,具有明显的河流状花样和解理台阶;TEM观察表明,其大部分区域以亚晶组织为主,部分区域存在位错胞组织且缠结有大量位错线。

C含量对Mo-C棒横向弯曲性能的影响

利用弯曲性能测量、金相、SEM观察和EDS分析等方法,对不同C含量的Mo-C棒横向弯曲性能及组织进行研究。结果表明:1号Mo-C棒中C含量(摩尔分数)为290×10-6,O含量为25×10-6,2号Mo-C棒中C含量为150×10-6,O含量为25×10-6;在同样条件下,2号Mo-C棒的横向弯曲性能更好;2号Mo-C棒的再结晶温度为950～1100℃左右;随着退火温度的升高,合金的横向弯曲性能逐渐提高,在1100℃时,合金的横向弯曲伸长率最高,达到10%;纯钼的断裂方式以沿晶断裂为主,添加C后,合金的裂纹扩展应力得到提高,合金的断裂方式变成以穿晶断裂为主,断口上有大量的解理面,具有明显的河流状花样和解理台阶;当添加的C含量偏高时,合金中生成大颗粒的碳化物,这种大颗粒的碳化物降低了合金的塑性。

纯Mo棒在镦粗过程中的织构和组织对其横向塑性的影响

对锻造纯Mo棒进行不同变形量的镦粗加工,观察其在此过程中的室温横向弯曲性能和织构演变。结果表明:锻造变形85%的纯Mo棒的横向弯曲伸长率仅为0.5%,经镦粗变形其横向塑性得到提高;镦粗变形50%和85%后,伸长率分别达到1.5%和5.0%,其原因是在纯Mo棒中形成的纵向伸长的纤维组织被横向扭曲,且晶粒间相互穿插,这种组织由<011>织构的组织演变而来;锻造Mo棒中形成<011>纤维织构,这种织构对Mo棒的横向塑性不利,经镦粗变形,<011>纤维织构转变为<001>和<111>纤维织构;锻态Mo棒的断裂方式为沿晶断裂,镦粗变形后,断裂方式主要为穿晶断裂;断口还发现有"分层韧化"现象出现。

飞机铝合金结构连接部位的腐蚀行为

简要阐述了飞机铝合金结构连接部位的腐蚀特点,采用加腐蚀试验方法研究了含有防腐涂层模拟件的腐蚀行为,在试验室条件下再现了服役期间飞机铝合金结构连接部位的腐蚀损伤历程,同时探讨了其腐蚀机理及其影响因素。结果表明,连接部位是飞机铝合金结构的腐蚀薄弱环节,是最容易出现腐蚀活性点和膜下腐蚀的区域,在腐蚀环境下连接部位缝隙处涂层最先出现鼓包和开裂,涂层剥落后金属基体有点蚀坑存在,随着腐蚀时间增加,点蚀向晶间腐蚀发展,最后出现剥蚀。