宋洁
,
王哲
,
曹睿
,
张晓波
,
彭云
,
杜挽生
,
田志凌
,
陈剑虹
机械工程材料
采用金属极活性气体保护焊(MAG)和钨极惰性气体保护焊(TIG)焊接工艺对铌铬钼钒系低碳贝氏体高强钢进行焊接,在不同温度下对焊接接头进行拉伸试验,并对接头焊缝组织及拉伸断口进行观察；应用有限元软件ABAQUS模拟了MAG焊接接头在不同温度下的拉伸载荷-位移曲线.结果表明:该低碳贝氏体高强钢焊缝的显微组织主要由板条贝氏体和M/A岛组成；在-196～20℃温度范围内,两种焊接接头的强度均随温度的降低而升高；TIG焊接接头的拉伸断口以韧窝为主,MAG焊接接头在-110℃时发生脆断；模拟得到的载荷-位移曲线与试验曲线吻合良好.
关键词:
低碳贝氏体高强钢
,
焊接接头
,
MAG
,
TIG
,
拉伸性能
曹睿
,
闫英杰
,
李广
,
杜挽生
,
彭云
,
田志凌
,
陈剑虹
机械工程材料
在不同试验温度(-196～200℃)下对一种新型980 MPa高强钢进行了带缺口试样的四点弯曲试验,并用扫描电镜对其断口进行了观察,研究了该钢的断裂行为.结果表明:随着试验温度升高,该钢的韧性逐步提高;在-100℃及以上温度时,该钢的断裂形态为韧性断裂,韧性较好;在-100℃以下,逐渐由韧性向脆性断裂过渡,在-196℃时,为脆性准解理断裂.
关键词:
980
,
MPa高强钢
,
断裂机理
,
四点弯曲
曹睿
,
朱浩
,
张继
,
陈剑虹
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.01.005
对TiAl基合金在经历多次拉伸卸载以后宏观性能和微裂纹面密度的变化进行了详细研究.结果表明:在载荷控制下的试验中,随着卸载应力的增加,裂纹面密度并没有增大,即在这种加载方式下材料损伤程度并不能用微裂纹面密度来衡量.在载荷控制连续加载-卸载过程中,弹性模量并没有降低,说明微裂纹损伤引起的体积效应在此过程中比较弱.当在较高应力下卸载时,断裂应力σf、断裂应变εf和单位面积断裂功Uf开始减小,这是因为微裂纹损伤引起的面积效应仅仅表现在断裂面上,所以在此过程中面积效应较为明显,导致断裂应力降低.
关键词:
全层TiAl基合金
,
多次拉伸卸载
,
裂纹面密度
林有智
,
傅高升
,
曹睿
,
陈剑虹
,
胡大为
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.02.024
通过对γ-TiAl基合金压缩断裂及压缩卸载试验和试样断口与表面的扫描电镜(SEM)观察,分析压缩应力对裂纹产生、扩展及裂纹形态的影响,进而对该材料的压缩损伤与断裂行为进行较为深入的研究.压缩试验是室温下在Instron 1341试验机上进行的.结果表明,损伤起始于材料的塑性区载荷下降阶段,材料在断裂前发生很大的塑性变形,其压缩时有较大的塑性缓冲;随着压缩卸载应力的增大,观察到的试样表面裂纹依次增多或扩展增长,材料损伤的程度与压缩应力成正比.在压缩试样断口的中部发现存在的一个纵向韧带,当外加载荷增加,两个由压缩接触端面起裂的倾斜剪切裂纹扩展到试样中部,然后通过剪切穿过纵向韧带而连接,并诱发试样的完全脆性断裂.两个端面的切应力是裂纹形成的主要控制因素.该材料的压缩性能比拉伸性能更佳的主要原因是由于压缩时材料的损伤起始于塑性阶段,产生沿45°方向剪应力最大方向的剪切断裂和沿着压缩轴方向的准解理断裂的混合形式,而普通拉伸时材料损伤起始于弹性阶段,发生完全脆性解理断裂,在低应力下试样就会断裂.
关键词:
TiAl基合金
,
压缩
,
损伤行为
,
断裂行为
,
裂纹
张晓波
,
曹睿
,
彭云
,
杜挽生
,
田志凌
,
陈剑虹
机械工程材料
在980MPa级深海用低碳贝氏体高强钢MAG焊接接头上,制取5种不同形状和缺口位置的试样进行拉伸试验,原位观察了每种试样的动态断裂过程,并对其断裂机理进行了分析,确定了焊接接头的薄弱部位。结果表明：直缺口试样的断裂经历了塑性变形、裂纹起裂、裂纹扩展、裂纹尖端钝化,直至断裂的过程,并且在裂纹扩展过程中,裂纹尖端重复钝化、扩展、新裂纹产生、再钝化、再扩展;圆弧和平板试样以剪切方式断裂,经历了塑性变形、颈缩、出现微裂纹、微裂纹扩展,直至瞬间断裂的过程;所有试样的薄弱部位都为焊缝金属。
关键词:
贝氏体钢
,
MAG焊
,
拉伸试验
,
断裂机理
曹睿
,
朱浩
,
田载友
,
张继
,
陈剑虹
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2006.05.003
通过对TiAl基合金不同类型的缺口试样进行原位拉伸卸载实验和相应的断裂表面观察, 研究了TiAl基合金全层组织的断裂机理. 研究发现: 对于缺口试样, 裂纹起裂于缺口根部, 其断裂过程主要是主裂纹首先起裂、扩展并最后断裂. 在整个断裂过程中断裂是穿层断裂和沿层断裂的混合体, 裂纹路径较曲折. 在拉伸过程中, 试样产生微裂纹导致材料发生损伤, 随后卸载再加载时, 与先前相比, 裂纹更易扩展. 预损伤加快了裂纹的产生和扩展, 使损伤进一步加重, 促使材料抵抗裂纹产生、扩展的能力下降.
关键词:
TiAl基合金
,
断裂机理
,
原位拉伸
,
卸载
林有智
,
曹睿
,
李雷
,
陈剑虹
,
胡大为
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2007.02.003
通过拉伸、压缩、弯曲实验分析研究了全层(FL)组织TiAl基合金的断裂机制. 研究发现: 拉伸和压缩时材料抵抗裂纹的扩展能力不同, 抗压强度远高于抗拉强度, 这是由于两者的变形及断裂机制不同. TiAl基合金拉伸断裂机制为脆性解理断裂, 压缩变形断裂是剪应力和正应力共同作用下的断裂, 是准解理断裂. TiAl基合金的缺口弯曲断裂方式也为解理断裂, 其断裂过程是先在缺口处产生微裂纹, 一旦裂纹在缺口根部产生, 由于材料已积累足够的能量使得材料快速失稳解理断裂.
关键词:
TiAl合金
,
断裂机制
,
拉伸
,
压缩
,
弯曲
曹睿
,
陈剑虹
,
朱浩
,
张继
,
王国珍
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.05.014
通过金属间化合物TiAl合金在室温下的三点弯曲卸载实验的剖面观察,分析了TiAl基合金的韧化机制.实验结果表明:裂纹尖端的超钝化、裂纹尖端的分叉、沿层偏转,形成很多显微裂纹区,裂纹停在层位相与裂纹扩展方向不利的障碍晶粒边界处以及障碍晶粒与γ晶粒的晶粒边界,这些现象都减少了裂纹扩展的动力,因此使得裂纹扩展比较困难,引起材料的韧化.在此基础上阐述了提高TiAl合金强韧性的主要途径.
关键词:
金属间化合物
,
TiAl
,
扩展
,
韧化机理
曹睿
,
陈剑虹
,
张继
,
王国珍
稀有金属材料与工程
通过对直缺口近全层组织的扫描电镜原位拉伸实验以及相应的断裂表面观察,结合有限元计算了TiAl基合金近全层组织拉伸的断裂机理.研究表明:许多裂纹在塑性变形前沿着层间起裂和扩展,断裂过程的驱动力是拉应力.在直缺口试样中,许多裂纹直接起裂于缺口根部,并且沿着层间扩展.随着拉应力的增加,主裂纹和新裂纹也可以通过障碍晶粒的穿层解理断裂来连接.通过有限元计算得沿层断裂强度大约为50 MPa,穿层断裂强度大约为120 MPa.
关键词:
TiAl基合金
,
拉应力
,
起裂
,
断裂
