板厚對14MnNbq鋼焊接件疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響

研究了大規(guī)格ta5鈦合金熱軋環(huán)材的疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值δkth與疲勞裂紋擴(kuò)展速率da/dn之間的關(guān)系。結(jié)果表明,δkth值可由近門檻區(qū)的da/dn表達(dá)式直接按定義da/dn值算,而無需進(jìn)行繁瑣的試驗(yàn)測定。這一結(jié)果同樣適用于β區(qū)加熱熱軋ta5鈦合金板材。

針對不同時(shí)效狀態(tài)、相同時(shí)效狀態(tài)在不同應(yīng)力比(0.1,0.5)和不同方向(l-t,t-l)的6156鋁合金的疲勞裂紋擴(kuò)展速率進(jìn)行了研究;同時(shí)還用透射電鏡及掃描電鏡對合金的顯微組織與斷口形貌進(jìn)行了觀察。結(jié)果表明:不同時(shí)效狀態(tài)下,在疲勞第ⅰ和第ⅱ階段,自然時(shí)效態(tài)合金的疲勞裂紋擴(kuò)展速率最小,t6欠時(shí)效態(tài)的較大,t6過時(shí)效的最大,t6峰時(shí)效的介于t6欠時(shí)效和過時(shí)效之間;應(yīng)力比為0.5時(shí)合金的疲勞裂紋擴(kuò)展速率比應(yīng)力比為0.1時(shí)的大;取樣方向?qū)α鸭y擴(kuò)展速率幾乎沒有影響,6156鋁合金的抗疲勞性能無明顯的各向異性。

疲勞裂紋的產(chǎn)生以及擴(kuò)展對結(jié)構(gòu)件的安全使用存在著巨大的隱患,掌握疲勞裂紋擴(kuò)展的基本規(guī)律和熟悉影響疲勞裂紋擴(kuò)展的因素是非常必要的。對疲勞裂紋擴(kuò)展的基本規(guī)律和影響因素進(jìn)行了分析,并舉例應(yīng)用斷裂力學(xué)的理論對焊接結(jié)構(gòu)疲勞裂紋的擴(kuò)展壽命進(jìn)行了估算。

在相同的斷裂強(qiáng)度因子ｋ的條件下，低ｓｉ（２．２％）時(shí)的水平連鑄灰鑄鐵型材的疲勞裂紋擴(kuò)展速率與砂型鑄造ｈｔ３００的基本相同。隨著ｓｉ含量的增加，水平連鑄灰鑄鐵型材的疲勞裂紋擴(kuò)展速率下降。

板厚對焊接接頭疲勞強(qiáng)度的影響

腐蝕疲勞是一種由疲勞應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同引起的材料損傷，利用掃描電子顯微鏡原位觀測技術(shù)對于預(yù)腐蝕ld10cz鋁合金進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明腐蝕損傷強(qiáng)烈影響鋁合金的疲勞裂紋擴(kuò)展行為。

完成了q235鋼帶缺口試件的疲勞試驗(yàn),并獲得了裂紋擴(kuò)展過程的數(shù)字圖像。提出了一種改進(jìn)的分形維數(shù)算法,用分形維數(shù)作為參量,描述了裂紋的擴(kuò)展過程。計(jì)算結(jié)果顯示,q235鋼帶缺口試件的裂紋擴(kuò)展過程具有很好的分形特征,給出了載荷峰值、載荷周期與分形維數(shù)的關(guān)系。

采用標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸ct試樣及改進(jìn)型ct試樣,研究了螺旋槳用銅合金zcual8mn14fe3ni2在空氣、自來水及3.5%氯化鈉水溶液中的疲勞裂紋擴(kuò)展特性。結(jié)果顯示:在自來水中,試驗(yàn)材料的疲勞裂紋擴(kuò)展速率與在空氣中的差別不大,表明自來水對試驗(yàn)材料的腐蝕作用不明顯;當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍δk在(17~32)mpa.m1/2之間變化時(shí),在3.5%氯化鈉水溶液中,試驗(yàn)材料的疲勞裂紋擴(kuò)展速率明顯比在空氣中時(shí)快,表明試驗(yàn)材料同時(shí)受到了腐蝕作用,但當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍δk大于32mpa.m1/2時(shí),這種腐蝕作用卻隨著δk的增加在逐漸弱化。研究結(jié)果為試驗(yàn)材料的工程應(yīng)用提供了依據(jù)。

對服役條件下螺旋焊接管線鋼裂紋擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行了分析,通過試驗(yàn)測定了兩種母材區(qū)和兩種焊縫區(qū)的疲勞裂紋擴(kuò)展速率,通過掃描電子顯微鏡分析了螺旋焊接管線鋼中裂紋擴(kuò)展速率不同的原因。結(jié)果表明:焊縫疲勞裂紋擴(kuò)展速率快于母材中的疲勞裂紋擴(kuò)展速率;焊縫組織中分布著許多孔洞和表面裂紋,導(dǎo)致組織疏松,使焊縫金屬的韌性降低,從而使管線鋼承載能力降低,在循環(huán)波動(dòng)載荷下易發(fā)生螺旋焊縫疲勞斷裂失效。

用降載法測得了2124鋁合金tl取向應(yīng)力比r=0.1、0.3、0.5、0.7下的疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值,用線性擬合法得到da/dn=c1δkn1中的c1和n1值,將其帶入裂紋擴(kuò)展速率da/dn-δk表達(dá)式中,并按標(biāo)規(guī)定取疲勞裂紋擴(kuò)展速率(da/dn)=10-7mm/cycle時(shí)的δk值為疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值δkth,分析了應(yīng)力比對裂紋擴(kuò)展門檻值的影響。

武漢鋼鐵集團(tuán)公司生產(chǎn)的14mnnbq鋼板,碳當(dāng)量較低,焊接性良好,強(qiáng)度與16mn相當(dāng),沖擊韌性大大優(yōu)于16mn系列鋼種。文中介紹了采用14mnnbq鋼板及其匹配的焊接材料制造的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的結(jié)構(gòu)及其制造工藝。構(gòu)架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果表明,該構(gòu)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其制造工藝合理,使用的14mnnbq鋼板和相應(yīng)的焊條、焊絲性能優(yōu)良,能大大改善轉(zhuǎn)向架整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,提高疲勞可靠性,是機(jī)車車輛特別是運(yùn)用于青藏鐵路等低溫地區(qū)機(jī)車車輛的最適用材料,是替代目前機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、搖枕用16mn鋼的理想材料

采用一種簡便有效的熱裂紋試驗(yàn)方法,在普通剛性焊接夾具上研究了拘束力和拘束距離對2a12t4鋁合金焊接熱裂傾向的影響.結(jié)果表明,保持拘束距離不變,隨著拘束力的增加,焊接熱裂紋率逐漸減小,當(dāng)拘束力到達(dá)一定值后,熱裂紋率趨于穩(wěn)定;保持拘束力不變,隨著拘束距離增加,焊接熱裂紋率呈增加趨勢.夾具對工件的拘束條件主要是通過影響焊件的回轉(zhuǎn)變形程度和焊縫區(qū)金屬的冷卻收縮速度來影響焊接熱裂傾向.

有機(jī)玻璃疲勞裂紋擴(kuò)展

通過對各種疲勞門檻值的理論模型的分析,認(rèn)為結(jié)構(gòu)鋼的拉伸性能指標(biāo)和循環(huán)加載條件是裂紋體疲勞門檻值的決定因素.建立了用屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂延性和循環(huán)加載應(yīng)力比預(yù)測疲勞門檻值的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并用10種結(jié)構(gòu)鋼的60個(gè)樣本對該模型進(jìn)行了訓(xùn)練.結(jié)果表明,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以很好地描述疲勞門檻值與結(jié)構(gòu)鋼拉伸性能指標(biāo)及應(yīng)力比之間復(fù)雜的定量關(guān)系.應(yīng)用所訓(xùn)練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測了部分結(jié)構(gòu)鋼的疲勞門檻值,預(yù)測的結(jié)果與實(shí)測值符合良好

da/dn-dk曲線及疲勞裂紋擴(kuò)展壽命——研究問題：含裂紋體的疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律，　　疲勞裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測方法?！　⊙芯克悸?-　　斷裂力學(xué)法-裂紋尖端的控制參量k-循環(huán)載荷作用下的裂紋擴(kuò)展速率

研究含長裂紋薄壁結(jié)構(gòu)彈塑性狀態(tài)下的裂紋擴(kuò)展規(guī)律對于保證機(jī)體結(jié)構(gòu)安全具有重要意義.設(shè)計(jì)了民機(jī)用鋁合金大寬板裂紋擴(kuò)展速率測試用試驗(yàn)件和夾具,進(jìn)行了2024-t3和7075-t6兩種鋁合金大寬板彈塑性狀態(tài)下裂紋擴(kuò)展速率測試.討論了應(yīng)力強(qiáng)度因子變程(δk)和裂紋中心線處的張開位移變程(δδ)作為彈塑性狀態(tài)下裂紋擴(kuò)展速率表征參量的適用性.研究結(jié)果表明:中、高級應(yīng)力水平作用下,含長裂紋鋁合金大寬板裂紋進(jìn)入快速擴(kuò)展階段,裂紋擴(kuò)展δk~da/dn曲線發(fā)生明顯轉(zhuǎn)折,不能用paris公式擬合.在裂紋擴(kuò)展后期,δδ~da/dn曲線在雙對數(shù)坐標(biāo)下呈線性關(guān)系,可用δδ~da/dn關(guān)系曲線來表征彈塑性狀態(tài)下鋁合金的裂紋擴(kuò)展速率.

以s195柴油機(jī)鑄鐵缸蓋作為研究對象,運(yùn)用概率斷裂力學(xué)理論,以鑄鐵缸蓋加速熱疲勞安全使用壽命為依據(jù),通過缸蓋的材料物理性能參數(shù)來計(jì)算其熱疲勞裂紋擴(kuò)展速度,并擬合出加速熱疲勞裂紋擴(kuò)展系數(shù)與試驗(yàn)控制參數(shù)間的關(guān)系式

以304l和316l型奧氏體和2505型雙相不銹鋼焊接件為對象,采用屏蔽金屬弧焊與點(diǎn)焊方式,進(jìn)行低溫示波沖擊試驗(yàn)研究,溫度范圍從室溫至-196℃。結(jié)果表明,隨試驗(yàn)溫度的降低,304l與316l型奧氏體不銹鋼焊件的沖擊能量略有減小,而其相應(yīng)焊條的沖擊能量有很大減小。隨著雙相不銹鋼焊件與焊條從韌性向脆性的轉(zhuǎn)變,其沖擊能量減小了至少5%。從試件的斷裂面可看出,奧氏體不銹鋼焊件與焊條呈現(xiàn)韌性斷裂形態(tài),出現(xiàn)寬深式、窄深式、淺式凹陷;而雙相不銹鋼焊件與焊條呈現(xiàn)脆性斷裂形態(tài),出現(xiàn)大、小延展層斷面。依據(jù)荷載-時(shí)間曲線,說明奧氏體與雙相不銹鋼的韌性與脆性斷裂性能。從控制不銹鋼低溫下變形機(jī)理的主要參數(shù):堆垛層錯(cuò)能,應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變及鐵素體相變這些方面,探討兩種不銹鋼性能的差異。

汽車一些不銹鋼零件,如排氣管等經(jīng)過焊接、退火等熱加工后,工件表面會產(chǎn)生一層氧化皮,這層氧化皮將對零件下一步工序質(zhì)量產(chǎn)生影響,必須加以清除。由于不銹鋼氧化皮是尖晶石型結(jié)構(gòu)(feo、cr2o3),其晶體結(jié)構(gòu)致密,與基體的附著力強(qiáng),采用普通酸洗液很難清除,需要根據(jù)不同不銹鋼品種采取特殊的方法來進(jìn)行。通常情況下,去除不銹鋼氧化皮的方法主要有浸漬

通過試驗(yàn)研究,分析了多次返修焊對s355j2w+n鋼mag焊接接頭中值疲勞壽命的影響。結(jié)果表明,2次返修焊、4次返修焊和6次返修焊的接頭中值疲勞壽命與未返修的接頭相比分別下降了21%、26%和41%,即隨著返修焊次數(shù)的增加,接頭中值疲勞壽命有下降的趨勢。斷口分析表明,疲勞斷口明顯分成裂紋源區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)和最后斷裂區(qū)3部分,裂紋源一般起源于表面或近表面缺欠。

采用剛性可調(diào)拘束焊接接頭冷裂紋傾向試驗(yàn),主要針對車間e36鋼板,使用dw-a55l焊材分別進(jìn)行fcaw-g氣體保護(hù)藥芯焊絲電弧焊大熱輸入和小熱輸入工藝參數(shù)下的焊接冷裂紋敏感性試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明:fcaw-g熱輸入較小的條件下施焊e36鋼板,其冷裂紋敏感性較低;fcaw-g較大熱輸入工藝施焊的鋼板,其冷裂傾向大。利用dw-a55l焊材進(jìn)行了fcaw-g工藝下不同熱輸入的焊接冷裂紋的敏感性研究。利用裂紋率為0%所對應(yīng)的拘束距離,可得出dw-a55l焊材在fcaw-g焊接工藝條件下焊接e36鋼板的臨界拘束度。

為采用斷裂力學(xué)方法對既有鋼橋焊接細(xì)節(jié)進(jìn)行疲勞評估,對6.1,10.0和23.5mm的q345qd橋梁鋼對接焊縫進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)和疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值測定試驗(yàn),基于兩種數(shù)據(jù)處理方法得到了不同厚度、不同應(yīng)力比下的疲勞裂紋擴(kuò)展速率參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明:在通常的應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值范圍(10~70mpa·m0.5)內(nèi),基于單試件數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理結(jié)果對應(yīng)的裂紋擴(kuò)展速率明顯高于基于成組數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理結(jié)果;q345qd對接焊縫的疲勞裂紋擴(kuò)展速率隨應(yīng)力比增加而增加;本批次的q345qd對接焊縫的疲勞裂紋擴(kuò)展性能優(yōu)于bs7910中給出的通用鋼材疲勞裂紋擴(kuò)展性能;q345qd對接焊縫疲勞擴(kuò)展門檻值隨應(yīng)力比增加而降低,并給出了門檻值隨應(yīng)力比變化的公式。