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高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展的温度效应和过载迟滞效应

钱友荣 , 何向东

金属学报

通过在18,35和55℃蒸馏水中疲劳裂纹扩展试验,证明了超高强度钢30CrMnSiNi2A腐蚀疲劳具有强烈的温度效应,得到了ΔK值和温度对裂纹扩展速率影响的复合表达式。由于扩展速率数据拟合得到的表观激活能值(36.7kJ/mol)十分接近于氢在γ-Fe中的扩散激活能值,支持了氢助裂纹扩展的观点。对大气中疲劳裂纹扩展具有重要价值的过载迟滞效应,在腐蚀疲劳时显著地减小,在0.1Hz的低频率下尤其明显。

关键词: 腐蚀疲劳 , crack growth rate , temperature effect , overload retardation effect

EFFECIS OF TEMPERATURE AND OVERLOAD RETARDATION ON CORROSION FATIGUE CRACK GROWTH OF HIGH STRENGTH STEEL

QIAN Yourong HE Xiangdong Beijing University of Aeronautics and Astronautics , Beijing , China QIAN Yourong , Dept.of Materials Science and Engineering , Beijing University of Aeronautics and Astronautics , Beijing 100083 , China

金属学报(英文版)

The fatigue crack growth rate (CGR) of ultra high strength steel 30CrMnSiNi2A in distilled water at 18,35 and 55℃ were measured.It was confirmed that the temperature is strongly af- fected on the corrosion fatigue CGR of ultra high strength steel.An expression concerning the effects of Δ K and temperature on the CGR was proposed.The fact that the apparent activation energy (36.6 kJ/mol) resulted from regressive analysis of CGR data was similar to the activation energy of hydrogen diffusion in γ-Fe,strongly supporting the theory of hydrogen-assisted crack growth.The overload retardation effect was greatly reduced in cor- rosion fatigue crack growth,especially at lower frequency,e.g.,0.1 Hz.This phenomenon might be due to the increase of the SCC component of CGR after an overload.

关键词: corrosion fatigue , null , null , null

镍基粉末冶金FGH95高温合金的拉伸及低周疲劳性能研究

崔伟华 , 万建松 , 岳珠峰 , 杨治国

稀有金属材料与工程

在420~650℃的温度范围内,研究了PM FGH95高温合金在应变率0.0001~0.01 s-1范围内的拉伸性能及在不同应力比R=-1及R=0下的低周疲劳性能.拉伸试验结果表明:在此温度范围内,应变率对弹性模量、拉伸屈服强度及塑性模量的影响可以忽略不计;并且应变率自0.0001 s-1增大至0.01 s-1时,弹性模量、拉伸屈服强度及塑性模量受温度的影响也不明显.PM FGH95合金受材料微结构的影响很大,材料含有的微缺陷对其力学性能有非常不利的影响.LCF试验结果表明:PM FGH95合金是循环硬化材料.当应力比R=-1时,温度对LCF寿命的影响很小;但在应力比R=0时,LCF寿命受温度的影响很大,且随着温度的增加材料的低周疲劳寿命减小.SEM断口扫描发现,断裂表面有很多的解理面,但没有疲劳条带,且此断裂模式下没有明显的塑性变形,所以FGH95合金的低周疲劳寿命几乎是由裂纹萌生阶段决定的.

关键词: 镍基粉末冶金FGH95合金 , 拉伸性能 , 低周疲劳 , 应变率影响 , 温度效应 , 断裂模式

温度和雷诺数对表面活性剂溶液传热的影响

魏进家 , 王剑峰

工程热物理学报

对不同温度和雷诺数下阳性离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶液在循环回路中的传热特性进行了实验研究。在水中加入表面活性剂后溶液的传热特性明显降低,在不同的温度工况下均存在一个临界雷诺数,随着溶液温度的改变而发生变化。在不同的实验浓度条件下均存在一个临界温度,在临界温度以下时,临界雷诺数随温度升高而增加;在临界温度以上时,临界雷诺数随温度升高而急剧下降。分析该表面活性剂溶液阻力减小和传热性能降低之间的关系,提出了通过对溶液温度的控制来改变减阻流体传热特性的方法。

关键词: 阳离子表面活性剂溶液 , 温度效应 , 传热特性 , 雷诺数

非对称量子点磁极化子激发态温度效应

萨仁高娃 , 阿其夫 , 孙勇 , 蔡春雨 , 肖景林

低温物理学报

本文采用线性组合算符,幺正变换和量子统计理论相结合的方法,研究了非对称量子点中强耦合磁极化子的激发态能量和跃迁频率随横向和纵向受限强度ω1、ω2、回旋频率ωk和温度T的变化关系.选择RbCl晶体进行数值计算,结果表明:在较低的温度区域,第一激发态能量和跃迁频率随温度的升高而减小,在较高的温度区域,随温度的升高而增大.同时,第一激发态能量和跃迁频率随横向和纵向的受限强度和回旋频率的增加而增大.

关键词: 非对称量子点 , 线性组合算符 , 极化子 , 温度效应

温度和应变率对低银无铅焊料力学行为的影响

牛晓燕 , 李娜 , 树学峰

稀有金属材料与工程

在不同工况下,采用电子万能材料试验机和分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对低银无铅焊料Sn0.3Ag0.7Cu分别进行准静态和动态实验,分析了应变率和温度对Sn0.3Ag0.7Cu动态力学性能的影响.结果表明:低银焊料Sn0.3Ag0.7Cu的应力-应变曲线具有温度软化效应与应变率硬化效应.在不同的温度范围内,应变率硬化效应与温度软化效应对低银焊料Sn0.3Ag0.7Cu的塑性变形的影响是不同的.基于Johnson-Cook模型对实验数据进行拟合、修正得到低温和中高温下Sn0.3Ag0.7Cu的动态本构关系,并且与实验数据进行比较,两者在材料的塑性平台区表现出高度的一致性.

关键词: 低银无铅焊料 , 霍普金森压杆 , 温度效应 , 应变率效应 , Johnson-Cook模型

低温对海泥发电性能的影响

刘建敏 , 卢志凯 , 宰学荣 , 付玉彬

材料开发与应用

环境温度对海泥发电(海底微生物燃料电池)具有重要影响.本文进行了4℃环境与常规室温环境(25℃)电池性能对比试验,结果表明:4℃环境下电池阳极启动时间明显慢于室温(25℃),阴极启动几乎无影响.4℃条件电池内阻(l005 Ω)高于室温条件(703 Ω),室温电池最大输出功率密度比4℃环境升高10mW/m2,电流密度增加46.6 mA/m2.低温环境(4℃)可导致微生物活性降低,物质扩散速度变慢,进而导致其电池性能低于室温环境.此实验对实海环境下海底微生物燃料电池设计提供了指导,具有实际意义.

关键词: 海底微生物燃料电池 , 温度影响 , 电池内阻 , 功率密度

PAN纤维炭化过程中缺陷结构的温度效应

王梦梵 , 陈旺 , 苏世州 , 韩旭 , 徐樑华 , 曹维宇

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.06.011

采用小角X射线散射(SAXS)方法研究了PAN纤维在炭化及石墨化过程中微孔缺陷结构随热处理温度的变化.由微孔结构散射形成的PAN基碳纤维SAXS散射花样经圆积分处理后为光滑曲线.使用一维散射曲线计算得到微孔结构均方回转半径、相对孔体积、孔隙率、比表面积结构参数随温度的变化规律.结果表明:随热处理温度提高PAN基碳纤维微孔结构变化分为三个阶段:400~700℃微孔体积变化(孔的融合)为主,形态变化为辅;700~1800℃微孔体积变化(孔的分裂与缩小)与形态变化(边缘复杂化)基本同步;而1800~2400℃微孔形态变化为主,体积变化为辅.

关键词: PAN基碳纤维 , 微孔缺陷结构 , 小角X射线散射(SAXS) , 温度效应

Ce~(3+)激活的锂-6玻璃闪烁体发光及核物理性能的研究

朱永昌 , 高祀建 , 欧阳世翕 , 腾伟峰

功能材料

选取Ce~(3+)为激活剂离子,锂-6和硼-10为靶核核素分别研制了可用于热中子探测的玻璃闪烁体,并系统研究了其发光性能及部分核物理性能.研究结果表明,Ce~(3+)激活的锂-6玻璃闪烁体具有较长的发射波长(390nm),较短的衰减时间(46.9ns)以及良好的γ射线甄别性能和温度效应,是探测热中子优良的玻璃基质材料.靶核核素与激活剂离子在锂-6玻璃闪烁体中均有一较佳的浓度范围,浓度过大将产生不同程度的淬灭效应.

关键词: 锂-6 , 硼-10 , 玻璃闪烁体 , Ce~(3+) , 温度效应

动态拉伸载荷下应变率和温度对Kevlar49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料力学性能的影响

朱德举 , 张晓彤 , 张怀安

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150706.003

为研究Kevlar 49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料在中等应变率和不同温度耦合作用下的力学响应和断裂行为,首先,利用MTS液压伺服高速机在不同初始应变率(25、50、100、200 s-1)和温度(-25、0、25、50、100℃)下对芳纶纤维增强复合材料(AFRP)进行单向动态拉伸测试;然后,采用Weibull分析模型量化了拉伸强度在不同应变率和温度下的离散程度.结果表明:在相同温度(25℃)下,随着应变率的增加,弹性模量和拉伸强度均先增大(初始应变率介于25~50 s-1范围内)后减小(初始应变率介于50~200 s-1范围内),极限应变则呈现出相反的变化趋势,而韧性随应变率的变化幅度不大;在相同初始应变率(25 s-1)下,与在25℃下的情况相比,温度的升高或降低均会造成弹性模量的降低,在温度为100℃时,极限应变显著增加,而拉伸强度和韧性均不会随温度的变化而发生明显改变.对AFRP断裂形态进行的对比分析表明不同试验条件下AFRP的断裂形态基本相同,均呈现出较为平整的断裂面.所得结论可为AFRP在极端载荷和环境作用下的理论研究和应用提供依据.

关键词: 芳纶纤维增强复合材料 , 拉伸性能 , 动态载荷 , 温度效应 , 断裂形态

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