李微陈振华陈鼎滕杰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00315
采用紧凑拉伸试样进行恒载和降K控制的拉--拉疲劳实验, 研究了喷射沉积SiCp/Al-7Si复合材料及其基体的疲劳裂纹扩展行为. 通过金相显微镜和扫描电镜观察了复合材料及其基体的组织和疲劳裂纹扩展形貌, 研究了SiC颗粒对复合材料疲劳裂纹扩展机制的影响. 结果表明: 复合材料在任何相同的ΔK水平下其抗疲劳裂纹扩展能力优于基体材料, 并表现出较高的疲劳门槛值. 其原因是复合材料中裂纹裂尖遇到增强颗粒时, 裂纹发生偏转, 特别是SiC颗粒自身微裂纹萌生有效降低了裂纹尖端的应力强度因子, 复合材料的裂纹闭合效应也随之增大. 去除裂纹闭合效应的影响, 当有效应力因子ΔKeff作为裂纹扩展的驱动力时, 复合材料的裂纹扩展速率却高于基体.
关键词:
Al-Si合金
,
SiC particle
,
composite
,
spray deposition
,
fatigue crack growth
,
crack closure
刘绍伦
,
李谦
,
欧阳辉
,
岳俊文
,
罗安民
腐蚀科学与防护技术
对高强铝合金7050—T7451在模拟海水(3.5%NaCl溶液)的疲劳裂纹扩展特性进行了试验研究结果表明,3.5%NaCl溶液加速了7050—T7451铝合金的疲劳裂纹扩展速率da/dN.考虑应力比影响的有效应力强度因子面ΔKefT可以满意地表征不同环境中的的da/dN.裂纹面上的腐蚀产物较薄,对疲劳裂纹闭合的影响可以忽略不计.
关键词:
铝合金
,
fatigue crack growth
,
crack closure
,
3.5% NaCl solution
,
null
朱明亮轩福贞朱奎龙王国珍贾天耀
金属学报
对商用25Cr2NiMo1V钢进行了955 ℃淬火+665 ℃回火的高压端热处理(HP)和900 ℃淬火+625 ℃回火的低压端热处理(LP). 通过疲劳实验测定了HP与LP试样疲劳门槛值和疲劳裂纹扩展速率. 结果表明, 在门槛值区, HP试样门槛值高于LP试样, 而其裂纹扩展速率却低于LP试样, HP试样抵抗疲劳裂纹扩展能力高于LP试样. 材料抗疲劳裂纹扩展能力的不同是由裂纹的闭合引起的, 表面粗糙度诱发裂纹闭合为主要因素. HP试样中回火贝氏体的紧密分布, 原始奥氏体晶粒较大以及LP试样中回火马氏体抵抗裂纹扩展能力相对较弱使HP试样中粗糙度诱发裂纹的闭合程度大于LP试样. 在Paris区, HP与LP试样的扩展速率相近, 裂纹扩展速率对材料微观组织和应力比的影响不敏感.
关键词:
25Cr2NiMo1V钢
,
combined rotor
,
fatigue threshold
,
crack growth rate
,
crack closure
林立
,
胡奈赛
,
何家文
材料研究学报
疲劳裂纹在残余压应力场中的扩展可藉助于裂纹闭合力来描述。采用板状试样相变温度下急冷以获得长程残余压应力场。应用动态测定法可同时测得裂纹闭合力和扩展速率。结果表明,残余压应力的最大值位置与扩展速率的最低值和闭合力的峰值所对应的裂纹长度基本相同。可以认为残余压应力提高了裂纹的闭合力,它使最小有效应力强度因子K_(eff min)升高,从而减小了裂纹的扩展驱动力△K_(eff),这是裂纹扩展速率降低的主要原因。
关键词:
残余应力
,
fatigue crack
,
crack closure
张丽
,
吴学仁
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.6.010
将基于小裂纹理论的疲劳全寿命预测方法应用于恒幅载荷作用下的高温合金GH4169材料的全寿命预测.采用单边缺口试样研究了该合金在室温下应力比为0.1和0.5的自然萌生的小裂纹的起始和扩展行为,结果表明疲劳小裂纹均起始于试样表面夹杂,并且小裂纹扩展寿命占疲劳全寿命的大部分比例.在裂纹扩展速率da/dN低于10-5mm/cycle的区域,表现出明显的小裂纹效应.基于小裂纹和长裂纹的扩展数据,利用Newman裂纹闭合模型,获得了裂纹扩展的da/dN-AKeff基线数据.对高周疲劳试样的断口形貌进行观察,得到以材料夹杂尺寸作为初始裂纹尺寸的值ai.根据初始裂纹尺寸和裂纹扩展的基线数据,利用FASTRAN软件,对GH4169合金的疲劳全寿命进行预测,并用高周疲劳试验S-N数据对预测结果进行评价,预测与试验结果能够很好地吻合.
关键词:
GH4169高温合金
,
小裂纹效应
,
小裂纹理论
,
裂纹闭合模型
,
寿命预测
李松梅
,
吴凌飞
,
刘建华
,
于美
,
文陈
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.012
采用载荷控制与应力强度因子控制两种方法研究超高强度钢AerMet100在不同裂纹扩展速率区域受到应力比和腐蚀环境影响的疲劳裂纹扩展行为.利用扫描电子显微镜(SEM)对断口进行观察.结果表明:疲劳裂纹扩展速率da/dN≤1×10-5mm/cycle时,当应力比R≤0.5,疲劳裂纹扩展门槛值△Kth随着应力比R增加而减小,当应力比R≥0.5,疲劳裂纹扩展门槛值变化趋于平缓;在da/dN≥1×10-5 mm/cycle时,疲劳裂纹扩展速率出现不受应力比影响的收敛现象.在da/dN≥1×10-5 mm/cycle时,腐蚀环境会加速疲劳裂纹扩展;在裂纹扩展速率da/dN≤1×10-5 mm/cycle时,由于氧化致裂纹尖端闭合效应,腐蚀环境导致裂纹扩展变慢,并使裂纹扩展门槛值增大.
关键词:
超高强度钢
,
应力比
,
腐蚀疲劳
,
疲劳裂纹扩展门槛值
,
裂纹闭合
童第华
,
吴学仁
,
刘建中
,
胡本润
,
陈勃
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.06.010
铸造钛合金ZTC4在飞机和航空发动机上应用日益广泛.深入研究ZTC4疲劳全寿命预测方法,旨在为航空构件的损伤容限设计和寿命预测探索新的途径.本文以宏观和微观结合的手段,采用板材试样的高周疲劳试验、中心裂纹试样的长裂纹扩展试验和扫描电子显微镜(SEM)的断口分析等三种试验,研究了ZTC4在室温恒幅载荷条件下的疲劳断口特征和裂纹扩展行为;对引起疲劳失效的主要原因-材料初始缺陷(夹杂或气孔)进行了定量表征;基于Newman裂纹闭合模型建立了ZTC4长裂纹的(da/dN)-△Keff基线数据;通过对平板内埋椭圆裂纹的断裂力学分析,从基于微观结构和断口分析统计确定的初始缺陷尺寸出发,对ZTC4在恒幅载荷条件下两种应力比的疲劳全寿命进行了预测和实验验证,得到了具有较好学术意义和工程应用价值的研究结果.
关键词:
铸造钛合金
,
小裂纹
,
疲劳寿命预测
,
裂纹闭合
