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非平衡界面动力学理论 被引量：1
1
作者 王海丰 蒲振新 张建宝 《金属学报》 北大核心 2025年第1期29-42,共14页
界面是材料加工过程中组织控制的关键所在,故对其动力学过程的准确理论描述非常重要。本文从熔化过程中液/固界面、凝固过程中固/液界面和固态相变过程中固/固界面的共性之处出发,对基于尖锐界面的非平衡界面动力学发展历史和现状进行... 界面是材料加工过程中组织控制的关键所在,故对其动力学过程的准确理论描述非常重要。本文从熔化过程中液/固界面、凝固过程中固/液界面和固态相变过程中固/固界面的共性之处出发,对基于尖锐界面的非平衡界面动力学发展历史和现状进行了总结与分析。以二元合金凝固为例,本文首先介绍了局域非平衡条件下的界面动力学理论,包括界面动力学过程、稳态界面动力学理论和非稳态界面动力学理论。分析了一步跨界面溶质扩散和两步跨界面溶质扩散的物理本质。其次,介绍了完全非平衡条件下的界面动力学理论。对比分析了动力学能量方法和有效移动性方法在引入体积相非平衡扩散效应方面的应用情况。随后,简要介绍了部分溶质拖曳界面动力学理论。分析了当前引入部分溶质拖曳效应方法的不足。本文有望深化人们对非平衡界面动力学的认识与理解,同时为相关领域组织调控提供借鉴。最后,本文也对后续非平衡界面动力学理论的发展进行了展望。 展开更多
关键词 界面动力学 非平衡界面 非平衡溶质扩散 溶质拖曳效应
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超声表面深滚压改善增材制造316L不锈钢微观组织和耐磨性
2
作者 张涛 韩静 +2 位作者 曹超 黄笛 赵继云 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期121-129,共9页
增材制造316L不锈钢及其零部件具有高效、自由成型、优异力学和腐蚀性能等优势,为矿山机械及工程装备关键零部件、液压元件等结构—功能一体化制造奠定了基础。然而,增材制造316L不锈钢耐磨性不足,极大限制了其广泛应用。尝试采用超声... 增材制造316L不锈钢及其零部件具有高效、自由成型、优异力学和腐蚀性能等优势,为矿山机械及工程装备关键零部件、液压元件等结构—功能一体化制造奠定了基础。然而,增材制造316L不锈钢耐磨性不足,极大限制了其广泛应用。尝试采用超声表面深滚压(USSR)方法改善选区激光熔化(SLM)制造316L不锈钢的微观组织,进而提高其耐磨性。微观组织表征表明,USSR方法在SLM制造316L不锈钢表层形成梯度异质结构,表层晶粒细化至87 nm。室温磨损试验表明,相较于SLM试样,USSR试样在干摩擦和乳化液润滑条件下磨损体积分别降低了46.93%和49.58%。耐磨性提高主要来源于梯度异质结构带来的高硬度和变形抗力。研究结果为改善增材制造316L不锈钢及其零部件的耐磨性提供了新的途径。 展开更多
关键词 增材制造 选区激光熔化(SLM) 316L不锈钢 梯度 磨损
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失效分析学科的形成、发展与展望 被引量：1
3
作者 杨振国 《理化检验(物理分册)》 2025年第2期69-77,共9页
失效分析是一门多学科交叉的综合性学科,其应用极其广泛,特别在事故分析与预防方面具有不可或缺的作用。介绍、评述了国内外失效分析学科的形成背景和发展现状,并对未来研究趋势进行展望。目的是让更多的专业人员深刻认识失效分析的作... 失效分析是一门多学科交叉的综合性学科,其应用极其广泛,特别在事故分析与预防方面具有不可或缺的作用。介绍、评述了国内外失效分析学科的形成背景和发展现状,并对未来研究趋势进行展望。目的是让更多的专业人员深刻认识失效分析的作用和意义,通过创新更好地应用和发展失效分析技术,保障产品的使用安全,从而服务于国家发展战略和国民经济建设。 展开更多
关键词 金属材料 失效分析 学科形成 国内外发展现状 未来展望
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失效分析体系的新诠释 被引量：1
4
作者 杨振国 《理化检验(物理分册)》 2025年第3期37-47,58,共12页
探究现有的失效分析体系,以期推动该体系的重塑和发展。首先,对失效的多种定义进行了评述,在此基础上提出了失效的新定义,以深刻理解失效的本质。其次,在失效模式的重新分类中,提出了畸变失效模式,将其作为工程材料的第四种失效模式,取... 探究现有的失效分析体系,以期推动该体系的重塑和发展。首先,对失效的多种定义进行了评述,在此基础上提出了失效的新定义,以深刻理解失效的本质。其次,在失效模式的重新分类中,提出了畸变失效模式,将其作为工程材料的第四种失效模式,取代以往常用的变形失效模式。然后,通过引入“五要素”概念,即失效模式、失效形式、失效缺陷、失效机理和失效原因,构建了失效分析新体系,而失效形式的嵌入使该体系更加完整。同时,阐明了失效模式与失效机理的本质区别及其内在关系,强调失效机理是识别失效原因的关键。最后,给出了金属材料失效模式与失效机理相互关系的新表述,揭示出不同的失效机理对应于不一样的失效原因。 展开更多
关键词 失效分析 新定义 新失效模式 新体系 新诠释
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两种可用于描述晶粒变形传递倾向性的物理量:滑移位向差和孪生取向差
5
作者 赵子博 王清江 +2 位作者 刘建荣 刘玉敬 杨锐 《聊城大学学报(自然科学版)》 2025年第5期703-706,共4页
变形在晶粒间传递方式直接主导了材料的力学行为。作者基于变形在晶粒间的传递现象,提出了描述晶粒间变形传递倾向性的物理量:滑移位向差和孪生取向差。阐述了两物理量的概念、公式及其关键推导过程。该物理量可更直观地表述多变形模式... 变形在晶粒间传递方式直接主导了材料的力学行为。作者基于变形在晶粒间的传递现象,提出了描述晶粒间变形传递倾向性的物理量:滑移位向差和孪生取向差。阐述了两物理量的概念、公式及其关键推导过程。该物理量可更直观地表述多变形模式下的变形传递行为,便于统计性分析和预测,为多晶材料的塑性变形研究提供新的分析工具。 展开更多
关键词 变形传递 几何相容因子 滑移位向差 孪生取向差 相变取向差
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矿用液压支架30CrMnSi立柱中缸开裂失效分析 被引量：1
6
作者 曹春玲 刘佳 +5 位作者 张周周 何龙龙 李海宁 吴悦 丁林海 陈克华 《热加工工艺》 北大核心 2025年第3期143-146,共4页
某液压支架立柱在仅使用7个月后出现中缸开裂的情况。通过对样件进行化学成分分析、光学金相组织观察、拉伸试验、冲击试验、SEM断口观察等分析了中缸开裂的原因。结果表明,材料的强度未达到国家标准,会对缸体开裂产生不良影响。内孔堆... 某液压支架立柱在仅使用7个月后出现中缸开裂的情况。通过对样件进行化学成分分析、光学金相组织观察、拉伸试验、冲击试验、SEM断口观察等分析了中缸开裂的原因。结果表明,材料的强度未达到国家标准,会对缸体开裂产生不良影响。内孔堆焊层和其焊接热影响区存在微裂纹,以及焊接金属的渗入,是造成缸体在使用过程中开裂的最主要原因。 展开更多
关键词 中缸开裂 失效分析 显微组织 力学测试
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激光粉末床熔融成形悬垂结构的原位应变行为
7
作者 王迪 李扬 +5 位作者 刘林青 王天宇 谭华 陈来柱 陈文龙 杨永强 《粉末冶金工业》 北大核心 2025年第4期15-29,共15页
激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)成形悬垂结构的应力与变形是实现复杂金属构件高质量、高精度制造的关键问题之一。通过基体预埋应变片的方式实现了悬垂结构LPBF成形过程应变数据的实时测量。基于原位应变测量系统研究了... 激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)成形悬垂结构的应力与变形是实现复杂金属构件高质量、高精度制造的关键问题之一。通过基体预埋应变片的方式实现了悬垂结构LPBF成形过程应变数据的实时测量。基于原位应变测量系统研究了T形悬垂结构、低角度悬垂结构(5°和10°)LPBF过程的原位应变行为。深入研究了不同悬臂长度、不同成形工艺参数对T形悬垂结构原位应变行为的影响,并进一步分析了不同悬垂角度、支撑类型对低角度悬垂结构原位应变行为的影响。结果表明,T形悬垂结构的悬空长度越长,结构的变形越大;采用激光能量梯度、棋盘扫描策略可有效降低T形悬垂结构的变形。支撑结构设计可显著影响低角度悬垂结构的应变行为和成形质量,采用H1支撑设计策略(块体支撑间距0.8 mm+锥体支撑间距0.6 mm)的成形质量最佳。上述结果可为深入理解LPBF成形悬垂结构的变形行为和调控提供有效参考。 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 原位应变测量 悬垂结构 变形行为 变形
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航空发动机轴承烧伤失效分析
8
作者 董晨 屈伸 +1 位作者 李天夫 张哲峰 《热加工工艺》 北大核心 2025年第7期140-145,共6页
某7217型航空发动机轴承在台架试验中失效,拆检时轴承已卡滞,保持架上一颗铆钉发生断裂。轴承套圈、滚珠及保持架表面均存在严重烧伤痕迹。通过宏观检查、扫描电镜及能谱分析、金相分析等方法对失效轴承进行研究。结果表明:铆钉与钉孔... 某7217型航空发动机轴承在台架试验中失效,拆检时轴承已卡滞,保持架上一颗铆钉发生断裂。轴承套圈、滚珠及保持架表面均存在严重烧伤痕迹。通过宏观检查、扫描电镜及能谱分析、金相分析等方法对失效轴承进行研究。结果表明:铆钉与钉孔之间配合间隙过大,在振动作用下发生相对往复滑动导致疲劳断裂。铆钉断裂导致保持架兜孔间距改变,造成滚珠在滚道上的运行轨迹偏移,由原本的滚动摩擦变成滑动摩擦。随着滚珠与套圈之间的磨损逐渐加剧并产生高温,引起局部磨削烧伤变形,最终轴承卡滞。建议调整铆钉与钉孔之间的配合间隙,并适当优化铆钉尺寸,避免发生早期疲劳失效。 展开更多
关键词 角接触球轴承 滑动摩擦 磨削烧伤 GCR15 二次淬火层
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疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展仿真方法
9
作者 赵秋 唐琨 +3 位作者 吴维青 李英豪 邓俊逸 陈鹏 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期361-372,共12页
为建立适用于多晶金属钢疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展的数值分析方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力本构及Voronoi图法生成具有疲劳累计损伤特性的微观晶粒组织模型,同时考虑晶粒微观层面的力学特性,赋予各晶粒随机局部坐标系及各向异性线弹... 为建立适用于多晶金属钢疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展的数值分析方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力本构及Voronoi图法生成具有疲劳累计损伤特性的微观晶粒组织模型,同时考虑晶粒微观层面的力学特性,赋予各晶粒随机局部坐标系及各向异性线弹性常数,最后研究了气孔、夹杂等微观缺陷对裂纹萌生路径及寿命的影响。结果表明:上述方法在裂纹萌生路径上符合实际情况,存在穿晶及沿晶两种断裂模式并以后者为主,能够获取符合正态分布的裂纹萌生寿命范围值,并与文献试验结果相吻合;气孔及夹杂附件萌生出裂纹并与主裂纹汇合,影响裂纹萌生路径并改变裂纹萌生寿命。 展开更多
关键词 金属疲劳断裂 循环内聚力模型 微观缺陷 Voronoi图法 Cohesive单元
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过冷(Fe_(1-x)Co_(x))_(79.3)B_(20.7)合金的凝固
10
作者 杨林 马长松 +1 位作者 刘连杰 李金富 《金属学报》 北大核心 2025年第1期99-108,共10页
M_(23)B_(6)金属硼化物是很多金属材料中的强化相。为揭示该化合物相在Fe-Co-B合金中的形成问题,本工作采用熔融玻璃净化法进行了名义成分合金(Fe_(1-x)Co_(x))_(79.3)B_(20.7)(x=0~1)的深过冷凝固实验。研究发现:当x≤0.6时,随着过冷... M_(23)B_(6)金属硼化物是很多金属材料中的强化相。为揭示该化合物相在Fe-Co-B合金中的形成问题,本工作采用熔融玻璃净化法进行了名义成分合金(Fe_(1-x)Co_(x))_(79.3)B_(20.7)(x=0~1)的深过冷凝固实验。研究发现:当x≤0.6时,随着过冷度的增加,初生相依次从M_(2)B、M_(23)B_(6)转变为α-M/M_(3)B,并且0.4<x≤0.6成分的合金存在L+M_(2)B→M_(3)B的包晶转变;对于x>0.6的合金,小过冷度下凝固的初生相为M_(3)B,随着过冷度的增加,初生相进一步从M_(2)B、M_(23)B_(6)向α-M/M_(3)B变化。随着Co含量增加,M_(23)B_(6)相析出的临界过冷度减小,M_(23)B_(6)相的稳定性提高。 展开更多
关键词 Fe-Co-B 合金 过冷 非平衡凝固 相选择
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热处理及微合金化对珠光体轨钢疲劳寿命的影响
11
作者 刘畅 王东梅 +4 位作者 蒋宏利 刘东 岑耀东 包喜荣 陈林 《金属热处理》 北大核心 2025年第3期44-50,共7页
为深入研究添加稀土元素和微合金元素以及热处理工艺对珠光体轨钢疲劳寿命的影响,对轧态和热处理态的BG400轨钢和对比设计的微合金化稀土试验钢进行了高周疲劳试验,并对疲劳断口进行了细致的观察分析。结果表明,900℃×15 min奥氏体... 为深入研究添加稀土元素和微合金元素以及热处理工艺对珠光体轨钢疲劳寿命的影响,对轧态和热处理态的BG400轨钢和对比设计的微合金化稀土试验钢进行了高周疲劳试验,并对疲劳断口进行了细致的观察分析。结果表明,900℃×15 min奥氏体化+540℃×60 s等温淬火的热处理工艺显著提高了轨钢的疲劳寿命,并且微合金化稀土试验钢的疲劳性能优于BG400钢,使得S-N曲线整体向右移动。这是因为合理的热处理工艺减小了珠光体的片层间距,稀土及微合金元素的加入有效地细化晶粒,两者共同作用使得裂纹在穿越不同取向的晶粒以及片层时需要消耗更多的能量,从而达到增强抵抗疲劳裂纹扩展的能力,减小疲劳辉纹间距并减缓疲劳裂纹扩展速率的效果,显著提高了钢的疲劳寿命。 展开更多
关键词 热处理 稀土及微合金元素 疲劳寿命 断口分析
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fcc和bcc钢板在超高速撞击下的微观组织差异
12
作者 孙欢腾 马运柱 +3 位作者 蔡青山 王健宁 段有腾 张梦祥 《金属学报》 北大核心 2025年第7期1011-1023,共13页
不同晶体结构钢板在动态加载(撞击)下的微观组织特征响应行为是当前研究的热点与前沿问题。为研究不同晶体结构钢板在超高速撞击加载下的微观组织差异,利用二级轻气炮对304不锈钢和Q345钢板(2种典型晶体结构钢板)进行撞击实验,利用XRD、... 不同晶体结构钢板在动态加载(撞击)下的微观组织特征响应行为是当前研究的热点与前沿问题。为研究不同晶体结构钢板在超高速撞击加载下的微观组织差异,利用二级轻气炮对304不锈钢和Q345钢板(2种典型晶体结构钢板)进行撞击实验,利用XRD、EBSD、TEM等表征方法对撞击后钢板的微观组织特征进行表征和分析。结果表明,在撞击条件下,304不锈钢板会发生α'-马氏体相变,并有少量的ε-马氏体相变发生,母相γ-奥氏体与α'-马氏体之间存在K-S位向关系。Q345钢板在撞击下未发生明显的相变,但其{200}晶面的衍射峰发生明显右移,晶面间距减少,{110}晶面的衍射峰强度大幅增加。从组织形貌看,在撞击条件下,304不锈钢板没有明显的晶体组织拉长现象,而Q345钢板发生了明显的晶体组织分层现象。 展开更多
关键词 超高应变率 微观组织特征 冲击诱导马氏体相变 动态力学行为 晶体结构
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Al-Cu合金超低温变形行为及强化机制分析
13
作者 王睿乾 李鲁博 刘伟 《机械工程学报》 北大核心 2025年第14期45-55,共11页
制备Al-Cu二元合金作为模型材料,研究温度对其变形行为及强化机制的影响。通过单向拉伸测试、应变原位测量、电子显微镜观察等宏微观表征手段对比研究Al-Cu合金在不同温度下的力学性能、应变速率敏感性、塑性失稳现象(Portevin-Le Chate... 制备Al-Cu二元合金作为模型材料,研究温度对其变形行为及强化机制的影响。通过单向拉伸测试、应变原位测量、电子显微镜观察等宏微观表征手段对比研究Al-Cu合金在不同温度下的力学性能、应变速率敏感性、塑性失稳现象(Portevin-Le Chatelier,PLC)效应、位错演变及断口形貌,并通过相关经典理论建立起与温度相关联的强化模型。结果显示,Al-Cu合金的力学性能随温度降低先减弱后增强,越过123 K后可实现强度和伸长率的协同提升。同时,其变形转移模式随温度降低发生显著改变,由PLC带的循环传播转变为整体协调均匀变形。通过强化模型分析发现超低温对Al-Cu合金变形行为的影响主要归结于两类强化机制的竞争关系。随温度降低动态应变时效(Dynamic strain ageing,DSA)强化机制的削弱与其他强化机制的增强此消彼长,共同导致Al-Cu合金力学性能的先减弱后增强,为铝合金超低温成形技术的工艺实践提供理论基础。 展开更多
关键词 铝铜合金 超低温 Portevin-Le Chatelier效应 变形行为 强化机制
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纳米压痕下VCoNi中熵合金的塑性变形行为
14
作者 王方圆 张玉龙 +4 位作者 王章维 熊志平 王辉 宋旼 夏文真 《金属学报》 北大核心 2025年第10期1567-1578,共12页
fcc等原子比VCoNi中熵合金因优异的力学性能受到广泛关注,而探究其塑性变形机制对于力学性能调控至关重要。为了探究晶粒取向对位错运动过程和位错间相互作用的影响机理,本工作利用纳米压痕实验探讨了VCoNi中熵合金{101}、{111}和{001}... fcc等原子比VCoNi中熵合金因优异的力学性能受到广泛关注,而探究其塑性变形机制对于力学性能调控至关重要。为了探究晶粒取向对位错运动过程和位错间相互作用的影响机理,本工作利用纳米压痕实验探讨了VCoNi中熵合金{101}、{111}和{001}晶粒的塑性变形行为。通过滑移台阶演变和载荷-位移曲线的分析,重点研究了晶体取向对其塑性变形行为的影响,以及位错间相互作用、载荷-位移变化行为与位错运动之间的关系。结果表明,VCoNi中熵合金中晶粒取向决定纳米压痕诱导滑移系的激活与开动顺序,以及位错反应过程,进而显著影响压痕压坑和其周边滑移台阶的形貌,以及载荷-位移变化行为。位错相互作用的分析结果表明,位错反应易在{101}晶粒中形成Lomer-Cottrell位错锁和Glissile结,在{111}晶粒中易形成Collinear结和Lomer-Cottrell位错锁,而在{001}晶粒中易形成Glissile结,这决定不同晶粒压痕载荷-位移曲线中的后续位移突变行为。 展开更多
关键词 中熵合金 纳米压痕 滑移台阶 塑性变形 位错反应
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基于TMCP的P92钢管的在线形变热处理
15
作者 黄亮 马辉 +1 位作者 王晓东 包喜荣 《金属热处理》 北大核心 2025年第9期132-139,共8页
利用Gleeble-3500热模拟机系统研究了P92钢的动态再结晶行为、动态相变行为,并进行了在线形变热处理工艺探索。基于动态再结晶行为,确定P92钢的最佳热挤压工艺参数为:挤压温度1050℃、应变速率0.5 s^(-1)。基于动态相变行为,选择1050℃... 利用Gleeble-3500热模拟机系统研究了P92钢的动态再结晶行为、动态相变行为,并进行了在线形变热处理工艺探索。基于动态再结晶行为,确定P92钢的最佳热挤压工艺参数为:挤压温度1050℃、应变速率0.5 s^(-1)。基于动态相变行为,选择1050℃、0.5 s^(-1),在1℃/s冷却速度下,随着热变形量的增加(30%、40%、50%),马氏体转变点Ms上升,说明形变促进马氏体相变。变形量为40%时,在0.5~3℃/s冷却速度下能得到细小的板条马氏体,有助于优化P92钢的组织与性能。基于上述试验结果,选择挤压终止温度1050℃、应变速率0.5 s^(-1)、变形量50%,发现随着冷速的增加(0.5、1、2℃/s),通过TMCP在线热处理生产的P92钢马氏体板条和Nb碳化物尺寸明显细化,2℃/s冷却时组织性能最佳,马氏体板条细化至0.3μm, Nb碳化物析出相细化至73.3 nm,硬度提升至60.2 HRC。因此,对于P92钢管,应在1050℃热挤压后采用2℃/s的冷却速度进行在线形变热处理。 展开更多
关键词 P92钢 动态再结晶 动态相变 在线形变热处理 热机械控制加工(TMCP)
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二元匀晶合金正常凝固液相平均成分线偏移分析
16
作者 刘长友 王永欣 +1 位作者 卢艳丽 谷智 《中国教育技术装备》 2025年第16期107-111,共5页
二元匀晶合金正常凝固时液相平均成分线的偏移,大多数教材语焉不详,容易引起学生疑惑,不利于学生学习材料科学基础相图章节后续的内容。为此,针对二元匀晶合金的正常凝固,利用杠杆定律,分析液相和固相平均成分线偏离方向一致的原因;以Si... 二元匀晶合金正常凝固时液相平均成分线的偏移,大多数教材语焉不详,容易引起学生疑惑,不利于学生学习材料科学基础相图章节后续的内容。为此,针对二元匀晶合金的正常凝固,利用杠杆定律,分析液相和固相平均成分线偏离方向一致的原因;以Si-Ge二元计算相图为例,通过数值计算,验证液相平均成分线的一致偏离;利用非平衡态下的热力学解释,唯象地说明液相平均成分线发生一致偏离的原理。本工作可以帮助学生理解二元伪共晶区形成的原因,理解其他二元相图非平衡凝固时液相线、偏析线的变化规律,提高学生对相图的领悟能力,为材料类专业课教师提供匀晶相图教学参考。 展开更多
关键词 材料科学基础 二元匀晶相图 正常凝固 杠杆定律 液相平均成分线
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超高压容器封头预期寿命下裂纹缺陷分区评价容许限研究
17
作者 高耀东 王鑫鑫 马燕军 《热加工工艺》 北大核心 2025年第8期24-28,共5页
超高压容器封头在生产、制造过程中都有可能产生不同类型的裂纹缺陷,在预期寿命压力载荷作用下,不同类型和分布的裂纹缺陷容许限不同,会对封头的使用寿命和安全性产生不同影响。因此,联合Abaqus和Franc3D有限元分析软件开展了超高压容... 超高压容器封头在生产、制造过程中都有可能产生不同类型的裂纹缺陷,在预期寿命压力载荷作用下,不同类型和分布的裂纹缺陷容许限不同,会对封头的使用寿命和安全性产生不同影响。因此,联合Abaqus和Franc3D有限元分析软件开展了超高压容器封头在预期寿命作用下表面裂纹、深埋裂纹缺陷的容许限研究,并提出裂纹缺陷分区评价模型。结果表明:预期寿命下不同类型裂纹缺陷在应力集中区平稳扩展阶段长度变化范围和裂纹临界尺寸小于非应力集中区;确定了预期寿命下不同类型和分布区域裂纹缺陷容许限,由此解析了超高压容器封头性能与其缺陷容许限之间内在的关联。该研究成果为超高压容器封头缺陷检测和安全评估提供了重要理论依据和方法。 展开更多
关键词 超高压容器 裂纹缺陷 容许限 预期寿命 有限元分析
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基于损伤力学的缺口件疲劳寿命预估方法研究
18
作者 刘俭辉 卢菊梅 +2 位作者 李斌 潘雪梅 资绒 《机械设计》 北大核心 2025年第8期61-68,共8页
考虑缺口参数和材料特性对疲劳寿命的影响,提出一种基于损伤理论的预测缺口件疲劳寿命方法。利用有限元软件分析缺口根部截面等效应力分布规律,拟合等效应力分布函数;借助封闭解法和等效应变假设原理,定量描述缺口根部截面上等效应变分... 考虑缺口参数和材料特性对疲劳寿命的影响,提出一种基于损伤理论的预测缺口件疲劳寿命方法。利用有限元软件分析缺口根部截面等效应力分布规律,拟合等效应力分布函数;借助封闭解法和等效应变假设原理,定量描述缺口根部截面上等效应变分布状态;基于损伤力学理论,发展了一种适用于不同应力集中系数的疲劳损伤演化方程,并分别采用304不锈钢、40Cr钢及Ti6Al4V合金试验数据拟合得到损伤演化方程中的参数,确定了预测缺口试件疲劳寿命的新模型。以304不锈钢为研究对象,将SWT,FS模型及新模型预测结果进行对比分析,结果表明:对SWT模型和FS模型,当应力集中系数取2.2时,预测结果误差较小,而取2.7和3.3时,预测结果误差相对较大;新模型的预测结果均在2倍分散带以内,且大多数预测结果在1.5倍分散带以内,要优于SWT模型及FS模型预测结果。同时采用40Cr钢和Ti6Al4V合金验证新模型的正确性和可行性,研究结果表明:该模型计算过程简便,避免了复杂的疲劳试验,且不需要查阅材料的单轴疲劳性能参数,仅考虑一些简单的材料数据,便于工程应用。 展开更多
关键词 疲劳寿命 封闭解法 损伤力学 缺口试件
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EA1N车轴钢正火组织异常的原因分析
19
作者 邬中华 王松伟 《金属热处理》 北大核心 2025年第3期307-311,共5页
讨论了EA1N车轴钢在常规正火处理后组织中存在的异常粗大珠光体团形貌及性能,分析了异常粗大珠光体团形貌的成因和正火温度及后续冷却速度对EA1N车轴钢显微组织的影响。结果表明,粗大珠光体团的形成与EA1N车轴中碳成分偏析、正火处理温... 讨论了EA1N车轴钢在常规正火处理后组织中存在的异常粗大珠光体团形貌及性能,分析了异常粗大珠光体团形貌的成因和正火温度及后续冷却速度对EA1N车轴钢显微组织的影响。结果表明,粗大珠光体团的形成与EA1N车轴中碳成分偏析、正火处理温度和后续冷却速度有关。正火温度越高,异常珠光体团就越粗大。正火处理后的冷却速度越小,越容易形成珠光体团,而且珠光体团的粗化程度越严重。 展开更多
关键词 EA1N车轴钢 异常组织 正火 珠光体团
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镍基高温合金GH4065A高温疲劳断裂机制研究 被引量：1
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作者 李林翰 张继 +3 位作者 张文云 田强 秦鹤勇 张北江 《材料工程》 北大核心 2025年第1期72-80,共9页
针对新一代航空发动机涡轮盘用超低C,N含量的变形高温合金GH4065A,系统表征和定量统计了合金的夹杂物组织。对细晶态和粗晶态试样开展了400℃和650℃不同载荷水平下的疲劳实验。通过对疲劳断裂源组织进行表征分析,研究了合金的疲劳断裂... 针对新一代航空发动机涡轮盘用超低C,N含量的变形高温合金GH4065A,系统表征和定量统计了合金的夹杂物组织。对细晶态和粗晶态试样开展了400℃和650℃不同载荷水平下的疲劳实验。通过对疲劳断裂源组织进行表征分析,研究了合金的疲劳断裂机制。结果表明,合金的夹杂物主要为氮化物。在细晶组织状态下,高温疲劳断裂机制为氮化物(单独和团簇态)起始断裂。高应变幅载荷下(≥0.9%),断裂源主要为试样表面氮化物,极少情况为表面硼化物和氧化物(Al_(2)O_(3)和MgSiO_(3)),且只有Al_(2)O_(3)导致合金过早疲劳断裂;低应变幅载荷下(<0.9%),断裂源为氮化物-解理面型,均在试样近表面/内部。两种不同的断裂方式分别导致高应变幅载荷下400℃疲劳寿命高于650℃疲劳寿命,低应变幅载荷下反之。统计发现,引起疲劳断裂的所有氮化物的尺寸全部达到/超过细晶组织平均晶粒尺寸。在粗晶组织状态下,400℃下疲劳断裂机制为准解理起始断裂。晶粒尺寸的增加极大降低了可能诱发疲劳开裂的夹杂物的有效数量,滑移诱发的解理断裂成为主导断裂机制。 展开更多
关键词 镍基高温合金 疲劳 夹杂物 氮化物 断裂源
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