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对定向凝固DZ4合金进行扭转预变形和热处理后的高温低周疲劳寿命与断裂行为进行测试与研究,分析不同的扭转变形程度、变形速率等对低周疲劳寿命和再结晶的影响,研究沿晶特征区的形成机制.结果表明,定向凝固DZ4合金在扭转预变形和热处理后其低周疲劳寿命急剧下降,分析发现与塑性变形区产生的再结晶组织有关.再结晶区与基体变形不协调导致在再结晶与基体界面处出现损伤和裂纹,裂纹沿再结晶晶界扩展形成沿晶特征区,使高温低周疲劳寿命下降,且疲劳寿命随着再结晶深度的增大而急剧降低.扭转预变形程度较小时,低周疲劳断口上的沿晶特征区的深度与断面沿再结晶区扩展的深度一致；扭转预变形程度较大时,沿晶特征区的深度相对较小.另外,应变速率增大,加剧了不协调变形,再结晶具有局部化倾向,且再结晶程度增加,使高温低周疲劳寿命下降更严重.

关键词: 定向凝固合金 , 高温低周疲劳 , 扭转预变形 , 再结晶

300M钢锻件中的裂纹扩展机理

赵爱国 , 王克然 , 张卫方 , 樊立伟 , 陶春虎

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2003.04.007

对300M钢制筒锻件中的裂纹缺陷进行了观察与分析,并对裂纹扩展的机理进行了研究.结果表明,钢制锻件中裂纹是以微孔聚集型延性开裂并扩展,裂纹断面及其附近的凹坑则是伴随着锻造裂纹的产生以及微裂纹和空洞的形成、连通、圆钝、氧化而形成.

关键词: 锻件 , 裂纹 , 扩展机理 , 失效分析

无铪定向凝固高温合金及其过载机械损伤

孙传棋 , 陶春虎 , 习年生 , 张卫方 , 吴昌新

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2001.08.002

介绍了目前在役发动机上使用最多的无铪定向凝固合金DZ4及其可铸性.讨论了定向凝固高温合金的过载损伤及其再结晶,较系统地分析了对材料持久性能、高温低循环疲劳断裂的影响.还介绍了发生过载损伤后高温低循环疲劳断口的特征.

关键词: 无铪定向合金 , 疲劳断裂 , 过载损伤 , 可铸性

机械预变形对定向凝固DZ4合金持久寿命的影响

张卫方 , 李运菊 , 刘高远 , 赵爱国 , 陶春虎

稀有金属材料与工程

对定向凝固DZ4合金机械预变形和热处理后的持久寿命与断裂行为进行了测试与分析,研究了再结晶对定向凝固DZ4合金持久行为的影响机制.结果表明,定向凝固DZ4合金机械预变形和热处理后在其表面形成再结晶层.再结晶层对定向凝固DZ4合金持久寿命的影响很大,表面130μm的再结晶使其持久寿命下降33%.再结晶层本身的强度极低再结晶层与基体的变形不协调以及界面所具有的缺口效应导致了定向凝固DZ4合金机械预变形和热处理后持久强度的下降.

关键词: 定向凝固合金 , 再结晶 , 持久寿命 , 断裂行为

SHS/PHIP合成TiC-Al2O3-xFe金属陶瓷的工艺及性能

张卫方 , 韩杰才 , 张幸红 , 赫晓东 , 杜善义

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.1999.05.011

采用SHS/PHIP工艺制备出了致密的TiC-Al2O3-xFe金属陶瓷.研究了延迟时间、高压持续时间及压力等工艺参数对合成TiC-Al2O3-20Fe金属陶瓷密实度的影响,并分析了Fe含量对TiC-Al2O3-xFe金属陶瓷材料性能的影响.

关键词: SHS/PHIP , 金属陶瓷 , 加压工艺 , 材料性能

机翼构件不同载荷谱下的寿命反推

张卫方 , 刘高远 , 高威 , 陶春虎 , 赵爱国

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2002.05.012

对飞机机翼构件在不同载荷谱下的宏、微观断裂特征进行了观察与分析,并结合载荷谱中的应力变化特点,对A飞机和B飞机机翼构件在不同载荷谱下的裂纹扩展寿命进行了反推.结果表明,载荷谱中不同的应力变化在失效构件断口上反映出不同的宏、微观断裂特征,采用断口定量分析技术可反推构件的疲劳寿命,并依此可反推构件疲劳裂纹形核的先后顺序.

关键词: 载荷谱 , 断口定量分析 , 寿命反推 , 疲劳弧线

定向凝固合金叶片的疲劳断裂分析

张卫方 , 高威 , 赵爱国 , 陶春虎

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2003.09.016

对定向凝固合金叶片的断裂故障进行了分析,在断口观察与金相组织分析的基础上,对叶片的失效模式与失效原因进行了研究,并提出了预防该类故障发生的措施.结果表明,定向凝固合金叶片的断裂是由表面再结晶而导致的疲劳断裂失效.叶片表面的再结晶在叶片使用之前就已存在,是由于固溶热处理前叶片的表面存在塑性变形,在固溶热处理过程中形成的.

关键词: 定向凝固合金 , 叶片 , 再结晶 , 疲劳断裂 , 失效分析