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通过嵌入过渡金属材料及调节焊接工艺的方法,优化嵌入法电子束焊接接头焊缝中合金元素成分,并且有效控制焊缝成分的均匀性,从而改善焊接接头力学性能.研究结果表明:嵌入法焊接接头强度与母材的相当,冲击韧性较常规工艺焊接接头有显著提高,升幅超过50%,并且有效降低焊接接头疲劳寿命的分散度.

关键词: 钛合金 , 嵌入法 , 电子束焊接

应力腐蚀门限值δ_(SCC)的恒载荷多试样测定法

邱棣华 , 王振达 , 张亦良 , 姚希梦

中国腐蚀与防护学报

为评定金属材料在弹塑性状态下的δＳＣＣ敏感性，以现行国家标准为基础，提出了弹塑性状态下应力腐蚀断裂韧性门限值δＳＣＣ的概念和恒载荷多试样测定法．实验中的裂纹起裂时间由挠度－时间曲线的转折点确定，避开了直接观测的困难．所得结果与用其他方法得到的基本一致．

关键词:

对3种不同的压缩天然气气瓶用钢4130X、30CrMo材料，在两种H2S环境溶液(高浓度2000×10-6和中等浓度200×10-6)中，采用改进型WOL试样，在测定材料室温K1C的基础上，用螺栓加载法，对22个试样测定了H2S环境下(室温)的临界应力强度因子KISCC.由此确定了不同材料在不同环境溶液中的临界裂纹尺寸，得到了气瓶工作压力及等效应力与临界裂纹尺寸的关系曲线.结果表明：几种材料的K1C值均较高，正常环境中都表现了良好的断裂韧性，但在H2S环境中，KISCC仅为K1C值的20%～40%.对于同样的4130X气瓶用钢，不同的供货来源，其KISCC值相差约30%，临界裂纹尺寸相差约80%.

关键词: 临界应力强度因子K1SCC , critical crack size , H2S environment

疲劳可靠性实验中的“截尾寿命”处理方法

王晶 , 张亦良 , 李晓慧 , 胡伟 , 李晋伟

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.07.016

针对概率疲劳统计中疲劳极限与定时截尾数据的处理问题,提出了求解疲劳极限的“配对寿命加权法”及求解疲劳曲线的“截尾寿命近似法”.以钛合金焊接试件为研究对象进行升降法及成组法疲劳试验,按照常规及本工作两种方法计算疲劳极限及各应力水平下寿命的对数正态分布参数,运用三参数模型得到2级置信水平6级可靠度的12组C-P-S-N曲线及相应的数学表达式.结果表明:“配对寿命加权法”与传统升降法吻合良好,当同一应力寿命相差3倍时,疲劳极限值仅相差0.5％,进一步佐证了传统升降法的工程实用性;“截尾寿命近似法”与常规法在寿命N＞106后误差小于1％;当N≥106,置信度90％与50％两条曲线确定的应力误差小于4.5％.

关键词: 疲劳可靠性 , 钛合金焊接 , 疲劳极限 , 定时截尾数据 , C-P-S-N曲线

45号钢在硫化氢水溶液中的腐蚀行为

翟建明 , 李晓阳 , 吴明耀 , 张亦良

腐蚀与防护

为了解硫化氢对金属材料造成的腐蚀和氢脆的影响,探索硫化氢的腐蚀机理,将45号钢在不同浓度H2S溶液、不同时间浸泡后,采用硬度试验的方法,对材料的硬度变化情况、腐蚀层厚度、渗透层厚度以及氢脆影响层厚度的变化情况进行了研究.结果表明,45号钢经受H2S腐蚀后的硬度会随着材料的层深而呈现先上升、后下降直至恢复到原始硬度的趋势;H2S溶液浸泡对中碳钢产生了腐蚀和氢脆两种影响,材料经48 h浸泡后受到H2S氢脆效应的影响最显著,经96 h浸泡后受到的腐蚀影响最显著.

关键词: H2S溶液 , 腐蚀 , 氢脆 , 硬度

T型焊接接头的力学性能分析方法

刘昕 , 唐振云 , 巩水利 , 雷永平 , 张亦良

稀有金属材料与工程

根据T型焊接接头的结构形式及特点,结合T型截面的几何性质及加载应力状态,设计了一种T型接头力学性能试样,使角焊缝处的组合应力状态简化为单一应力状态.在此基础上,进行了拉伸及疲劳性能试验及数据分析,其结果表明,采用所设计的力学性能试样,可获得T型接头的最基本力学性能指标,理论计算结果与实测的载荷-应变曲线吻合,获得的力学性能数据对分析T型焊接接头的性能具有一定的指导意义.

关键词: T型接头 , 力学分析 , 几何性质 , 拉伸 , 疲劳

基于堆焊成形钛合金高周疲劳实验数据的R-S-N模型

朱良 , 王晶 , 李晓慧 , 锁红波 , 张亦良

材料研究学报

针对应力比对疲劳寿命影响的问题,以TC18钛合金堆焊成形(利用多层堆焊的方法制备)试样为研究对象,进行了3种应力比(R=0.5、R=0.06、R=-1)的疲劳实验,得出相应的疲劳极限,应用"应力幅值寿命模型"和"三参数寿命模型"得到6条S-N曲线.根据裂纹扩展速率与疲劳寿命的积分关系,以两种疲劳寿命数学模型为基础,系统地研究了应力比(R)与疲劳寿命曲线(S-N)的关系,提出了考虑应力比的疲劳寿命(R-S-N)数学模型.根据本文提出的修正公式,建立了适用TC18钛合金堆焊成形材料的两种R-S-N数学模型,结果表明:用应力幅值寿命模型可对中等疲劳寿命区进行准确的预测,而三参数寿命模型更适合中长寿命区域的预测.提出的两种R-S-N数学模型与实验值吻合良好,并可在工程上预测任意应力比下的疲劳寿命曲线.

关键词: 材料科学基础学科 , 应力比 , 疲劳寿命 , 疲劳极限 , R-S-N数学模型

天然气管道开裂的原因

宋耀民 , 张亦良 , 王晶 , 刘清泉

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201601021

某 Q235钢天然气管道运行10 a 后发生了泄漏，采用表面宏观形貌观察、力学性能测试、金相检验、硬度及残余应力检验等方法分析了管道开裂的原因。结果表明：管道的开裂为焊接质量存在严重问题而导致的脆性开裂；焊接残余应力和工作应力、组装应力叠加形成的局部高应力是管道失效的根本原因；采用适当的焊接工艺、焊后消除应力处理等措施，可降低管道开裂的几率。

关键词: 天然气管道 , 失效分析 , 硬度 , 塑性功 , 焊接残余应力