板厚對14MnNbq鋼焊接件疲勞裂紋擴展速率的影響

研究了大規(guī)格ta5鈦合金熱軋環(huán)材的疲勞裂紋擴展門檻值δkth與疲勞裂紋擴展速率da/dn之間的關系。結果表明,δkth值可由近門檻區(qū)的da/dn表達式直接按定義da/dn值算,而無需進行繁瑣的試驗測定。這一結果同樣適用于β區(qū)加熱熱軋ta5鈦合金板材。

針對不同時效狀態(tài)、相同時效狀態(tài)在不同應力比(0.1,0.5)和不同方向(l-t,t-l)的6156鋁合金的疲勞裂紋擴展速率進行了研究;同時還用透射電鏡及掃描電鏡對合金的顯微組織與斷口形貌進行了觀察。結果表明:不同時效狀態(tài)下,在疲勞第ⅰ和第ⅱ階段,自然時效態(tài)合金的疲勞裂紋擴展速率最小,t6欠時效態(tài)的較大,t6過時效的最大,t6峰時效的介于t6欠時效和過時效之間;應力比為0.5時合金的疲勞裂紋擴展速率比應力比為0.1時的大;取樣方向對裂紋擴展速率幾乎沒有影響,6156鋁合金的抗疲勞性能無明顯的各向異性。

疲勞裂紋的產生以及擴展對結構件的安全使用存在著巨大的隱患,掌握疲勞裂紋擴展的基本規(guī)律和熟悉影響疲勞裂紋擴展的因素是非常必要的。對疲勞裂紋擴展的基本規(guī)律和影響因素進行了分析,并舉例應用斷裂力學的理論對焊接結構疲勞裂紋的擴展壽命進行了估算。

在相同的斷裂強度因子ｋ的條件下，低ｓｉ（２．２％）時的水平連鑄灰鑄鐵型材的疲勞裂紋擴展速率與砂型鑄造ｈｔ３００的基本相同。隨著ｓｉ含量的增加，水平連鑄灰鑄鐵型材的疲勞裂紋擴展速率下降。

板厚對焊接接頭疲勞強度的影響

腐蝕疲勞是一種由疲勞應力和腐蝕介質共同引起的材料損傷，利用掃描電子顯微鏡原位觀測技術對于預腐蝕ld10cz鋁合金進行了疲勞試驗研究，試驗結果表明腐蝕損傷強烈影響鋁合金的疲勞裂紋擴展行為。

完成了q235鋼帶缺口試件的疲勞試驗,并獲得了裂紋擴展過程的數(shù)字圖像。提出了一種改進的分形維數(shù)算法,用分形維數(shù)作為參量,描述了裂紋的擴展過程。計算結果顯示,q235鋼帶缺口試件的裂紋擴展過程具有很好的分形特征,給出了載荷峰值、載荷周期與分形維數(shù)的關系。

采用標準緊湊拉伸ct試樣及改進型ct試樣,研究了螺旋槳用銅合金zcual8mn14fe3ni2在空氣、自來水及3.5%氯化鈉水溶液中的疲勞裂紋擴展特性。結果顯示:在自來水中,試驗材料的疲勞裂紋擴展速率與在空氣中的差別不大,表明自來水對試驗材料的腐蝕作用不明顯;當應力強度因子范圍δk在(17~32)mpa.m1/2之間變化時,在3.5%氯化鈉水溶液中,試驗材料的疲勞裂紋擴展速率明顯比在空氣中時快,表明試驗材料同時受到了腐蝕作用,但當應力強度因子范圍δk大于32mpa.m1/2時,這種腐蝕作用卻隨著δk的增加在逐漸弱化。研究結果為試驗材料的工程應用提供了依據(jù)。

對服役條件下螺旋焊接管線鋼裂紋擴展機理進行了分析,通過試驗測定了兩種母材區(qū)和兩種焊縫區(qū)的疲勞裂紋擴展速率,通過掃描電子顯微鏡分析了螺旋焊接管線鋼中裂紋擴展速率不同的原因。結果表明:焊縫疲勞裂紋擴展速率快于母材中的疲勞裂紋擴展速率;焊縫組織中分布著許多孔洞和表面裂紋,導致組織疏松,使焊縫金屬的韌性降低,從而使管線鋼承載能力降低,在循環(huán)波動載荷下易發(fā)生螺旋焊縫疲勞斷裂失效。

用降載法測得了2124鋁合金tl取向應力比r=0.1、0.3、0.5、0.7下的疲勞裂紋擴展門檻值,用線性擬合法得到da/dn=c1δkn1中的c1和n1值,將其帶入裂紋擴展速率da/dn-δk表達式中,并按標規(guī)定取疲勞裂紋擴展速率(da/dn)=10-7mm/cycle時的δk值為疲勞裂紋擴展門檻值δkth,分析了應力比對裂紋擴展門檻值的影響。

武漢鋼鐵集團公司生產的14mnnbq鋼板,碳當量較低,焊接性良好,強度與16mn相當,沖擊韌性大大優(yōu)于16mn系列鋼種。文中介紹了采用14mnnbq鋼板及其匹配的焊接材料制造的轉向架構架的結構及其制造工藝。構架疲勞強度試驗的結果表明,該構架結構設計及其制造工藝合理,使用的14mnnbq鋼板和相應的焊條、焊絲性能優(yōu)良,能大大改善轉向架整體結構的力學性能,提高疲勞可靠性,是機車車輛特別是運用于青藏鐵路等低溫地區(qū)機車車輛的最適用材料,是替代目前機車車輛轉向架構架、搖枕用16mn鋼的理想材料

采用一種簡便有效的熱裂紋試驗方法,在普通剛性焊接夾具上研究了拘束力和拘束距離對2a12t4鋁合金焊接熱裂傾向的影響.結果表明,保持拘束距離不變,隨著拘束力的增加,焊接熱裂紋率逐漸減小,當拘束力到達一定值后,熱裂紋率趨于穩(wěn)定;保持拘束力不變,隨著拘束距離增加,焊接熱裂紋率呈增加趨勢.夾具對工件的拘束條件主要是通過影響焊件的回轉變形程度和焊縫區(qū)金屬的冷卻收縮速度來影響焊接熱裂傾向.

有機玻璃疲勞裂紋擴展

通過對各種疲勞門檻值的理論模型的分析,認為結構鋼的拉伸性能指標和循環(huán)加載條件是裂紋體疲勞門檻值的決定因素.建立了用屈服強度、抗拉強度、斷裂延性和循環(huán)加載應力比預測疲勞門檻值的人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型,并用10種結構鋼的60個樣本對該模型進行了訓練.結果表明,人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型可以很好地描述疲勞門檻值與結構鋼拉伸性能指標及應力比之間復雜的定量關系.應用所訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測了部分結構鋼的疲勞門檻值,預測的結果與實測值符合良好

da/dn-dk曲線及疲勞裂紋擴展壽命——研究問題：含裂紋體的疲勞裂紋擴展規(guī)律，　　疲勞裂紋擴展壽命預測方法?！　⊙芯克悸?-　　斷裂力學法-裂紋尖端的控制參量k-循環(huán)載荷作用下的裂紋擴展速率

研究含長裂紋薄壁結構彈塑性狀態(tài)下的裂紋擴展規(guī)律對于保證機體結構安全具有重要意義.設計了民機用鋁合金大寬板裂紋擴展速率測試用試驗件和夾具,進行了2024-t3和7075-t6兩種鋁合金大寬板彈塑性狀態(tài)下裂紋擴展速率測試.討論了應力強度因子變程(δk)和裂紋中心線處的張開位移變程(δδ)作為彈塑性狀態(tài)下裂紋擴展速率表征參量的適用性.研究結果表明:中、高級應力水平作用下,含長裂紋鋁合金大寬板裂紋進入快速擴展階段,裂紋擴展δk~da/dn曲線發(fā)生明顯轉折,不能用paris公式擬合.在裂紋擴展后期,δδ~da/dn曲線在雙對數(shù)坐標下呈線性關系,可用δδ~da/dn關系曲線來表征彈塑性狀態(tài)下鋁合金的裂紋擴展速率.

以s195柴油機鑄鐵缸蓋作為研究對象,運用概率斷裂力學理論,以鑄鐵缸蓋加速熱疲勞安全使用壽命為依據(jù),通過缸蓋的材料物理性能參數(shù)來計算其熱疲勞裂紋擴展速度,并擬合出加速熱疲勞裂紋擴展系數(shù)與試驗控制參數(shù)間的關系式

以304l和316l型奧氏體和2505型雙相不銹鋼焊接件為對象,采用屏蔽金屬弧焊與點焊方式,進行低溫示波沖擊試驗研究,溫度范圍從室溫至-196℃。結果表明,隨試驗溫度的降低,304l與316l型奧氏體不銹鋼焊件的沖擊能量略有減小,而其相應焊條的沖擊能量有很大減小。隨著雙相不銹鋼焊件與焊條從韌性向脆性的轉變,其沖擊能量減小了至少5%。從試件的斷裂面可看出,奧氏體不銹鋼焊件與焊條呈現(xiàn)韌性斷裂形態(tài),出現(xiàn)寬深式、窄深式、淺式凹陷;而雙相不銹鋼焊件與焊條呈現(xiàn)脆性斷裂形態(tài),出現(xiàn)大、小延展層斷面。依據(jù)荷載-時間曲線,說明奧氏體與雙相不銹鋼的韌性與脆性斷裂性能。從控制不銹鋼低溫下變形機理的主要參數(shù):堆垛層錯能,應變誘發(fā)馬氏體相變及鐵素體相變這些方面,探討兩種不銹鋼性能的差異。

汽車一些不銹鋼零件,如排氣管等經(jīng)過焊接、退火等熱加工后,工件表面會產生一層氧化皮,這層氧化皮將對零件下一步工序質量產生影響,必須加以清除。由于不銹鋼氧化皮是尖晶石型結構(feo、cr2o3),其晶體結構致密,與基體的附著力強,采用普通酸洗液很難清除,需要根據(jù)不同不銹鋼品種采取特殊的方法來進行。通常情況下,去除不銹鋼氧化皮的方法主要有浸漬

通過試驗研究,分析了多次返修焊對s355j2w+n鋼mag焊接接頭中值疲勞壽命的影響。結果表明,2次返修焊、4次返修焊和6次返修焊的接頭中值疲勞壽命與未返修的接頭相比分別下降了21%、26%和41%,即隨著返修焊次數(shù)的增加,接頭中值疲勞壽命有下降的趨勢。斷口分析表明,疲勞斷口明顯分成裂紋源區(qū)、裂紋擴展區(qū)和最后斷裂區(qū)3部分,裂紋源一般起源于表面或近表面缺欠。

采用剛性可調拘束焊接接頭冷裂紋傾向試驗,主要針對車間e36鋼板,使用dw-a55l焊材分別進行fcaw-g氣體保護藥芯焊絲電弧焊大熱輸入和小熱輸入工藝參數(shù)下的焊接冷裂紋敏感性試驗研究。研究結果表明:fcaw-g熱輸入較小的條件下施焊e36鋼板,其冷裂紋敏感性較低;fcaw-g較大熱輸入工藝施焊的鋼板,其冷裂傾向大。利用dw-a55l焊材進行了fcaw-g工藝下不同熱輸入的焊接冷裂紋的敏感性研究。利用裂紋率為0%所對應的拘束距離,可得出dw-a55l焊材在fcaw-g焊接工藝條件下焊接e36鋼板的臨界拘束度。

為采用斷裂力學方法對既有鋼橋焊接細節(jié)進行疲勞評估,對6.1,10.0和23.5mm的q345qd橋梁鋼對接焊縫進行疲勞裂紋擴展速率試驗和疲勞裂紋擴展門檻值測定試驗,基于兩種數(shù)據(jù)處理方法得到了不同厚度、不同應力比下的疲勞裂紋擴展速率參數(shù)。試驗結果表明:在通常的應力強度因子幅值范圍(10~70mpa·m0.5)內,基于單試件數(shù)據(jù)點的處理結果對應的裂紋擴展速率明顯高于基于成組數(shù)據(jù)點的處理結果;q345qd對接焊縫的疲勞裂紋擴展速率隨應力比增加而增加;本批次的q345qd對接焊縫的疲勞裂紋擴展性能優(yōu)于bs7910中給出的通用鋼材疲勞裂紋擴展性能;q345qd對接焊縫疲勞擴展門檻值隨應力比增加而降低,并給出了門檻值隨應力比變化的公式。