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GH4169合金高温力学行为本构建模及参数识别

魏洪亮 , 杨晓光 , 于慧臣

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.04.011

针对涡轮盘用GH4169合金开展了高温下单调拉伸、对称循环及非对称循环的实验工作,结果表明,该材料具有比较明显的循环软化和平均应力松弛特性.采用带Ohno/Wang修正的Chaboche粘塑性理论本构方程,对其表现出的复杂力学现象进行本构建模,介绍了Levenberg-Marquadt非线性优化算法,结合材料实验数据并通过该算法识别了本构方程参数,将本构方程通过用户子程序嵌入到有限元软件ABAQUS中,对GH4169合金的上述实验现象进行了数值模拟,计算曲线与实验曲线取得了较好的一致性.

关键词: 循环软化 , 平均应力松弛 , 本构方程 , 参数识别

2124-T851厚板S向超低周疲劳行为及断裂特征

乙晓伟 , 王泓 , 杨智 , 张丰收 , 路明晓

稀有金属材料与工程

为评价极端循环载荷下的服役性能,采用轴向名义应变控制法研究了2124-T851铝合金厚板短横向超低周疲劳(ELCF)行为.研究表明:该合金在ELCF过程中表现出持续稳定的循环软化特性,软化速率与名义应变幅△εn/2呈幂函数关系;由△εn/2表征的Manson-Coffin公式能准确地预测该合金的ELCF寿命.断口分析表明:短横向加载的静态断裂和ELCF断裂方向均趋于长横向,且随△εn/2减小,断裂模式由切断型逐渐转变为正断型;ELCF微观形貌总体为韧窝断口+挤压平面,且仅在△εn/2降至0.4%时出现疲劳条带.

关键词: Al-Cu-Mg , 超低周疲劳(ELCF) , 疲劳寿命 , Manson-Coffin , 循环软化

应变比对2.25Cr1 MoV钢高温低周疲劳行为的影响

田阳 , 陈巍峰 , 赵姿贞 , 陈旭

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201511019

利用MTS 810型疲劳试验机,采用轴向应变控制的方法,研究了应变比对2.25Cr1MoV钢高温(455℃)低周疲劳行为的影响.结果表明:在455℃下,2.25Cr1MoV钢呈现明显的循环软化特性;应变比不改变该钢的循环软化特性,但会产生初始平均应力,平均应力在寿命初期阶段随着循环周次增加急剧降低,并趋为0;应变比不改变疲劳裂纹的萌生方式,且对迟滞环的形状和大小没有影响;对称循环和非对称循环的低周疲劳寿命基本一致.

关键词: 2 .2 5 Cr1 MoV钢 , 低周疲劳行为 , 循环软化 , 应变比

800 MPa级低合金高强度钢的循环软硬化特性

张亚军 , 魏建勋

材料开发与应用 doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2009.05.003

在不同应变级别控制下,研究了800MPa级低合金高强度钢10CrNi5MoV轴向加载低周循环软硬化特性,研究结果表明:应变加载级别不同,材料表现出不同的循环软硬化特性,当应变幅在0.4%~1.0%范围变化时,材料表现出循环软化的特性,且应变幅越大,循环软化速率越高;当应变幅在0.30%~0.40%范围变化时,材料表现出先硬化,再趋于循环饱和,再轻微循环软化直至断裂的特性.采用透射电镜观察了不同应变级别下试样断口的位错形态,用位错理论解释了产生上述现象的原因.

关键词: 10CrNi5 , MoV低合金高强度钢 , 低周疲劳 , 循环硬化 , 循环软化 , 位错理论

无铅焊料Sn-3.8Ag-0.7Cu的低周疲劳行为

曾秋莲 , 王中光 , 冼爱平 , 尚建库

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2004.01.003

测量了Sn-3.8Ag-0.7Cu无铅焊料试样的循环滞后回线、循环应力响应曲线、循环应力-应变和应变寿命关系,研究了焊料在总应变幅控制下的低周疲劳行为结果表明:该焊料合金在总应变幅较高(1%)时发生连续的循环软化,而在总应变幅较低(≤0.4%)时则表现为循环稳定.线性回归分析表明,该焊料的低周疲劳寿命满足Coffin-Manson经验关系式,由此给出了焊料在室温下的低周疲劳参数.采用扫描电镜观测和分析了焊料在疲劳前后的组织特征.

关键词: 金属材料 , Sn合金 , 低周疲劳 , 无铅焊料 , 力学性能 , 循环软化

60Si_2Mn钢的低周拉扭复合微动疲劳特性

刘兵 , 何国求 , 蒋小松 , 向学渊 , 胡正飞 , 朱曼昊

材料研究学报

饬?0Si_2Mn钢在拉扭复合载荷作用下的低周微动疲劳特性,研究了不同轴向循环拉伸应力幅值对微动疲劳寿命、循环软化特性以及摩擦磨损表面和断口形貌的影响.结果表明,随着循环拉伸应力幅值的提高,60Si_2Mn钢的微动疲劳寿命降低幅度不同,发生循环软化的时期不断提前,完成循环软化的疲劳周期也不断缩短.同时,微动摩擦副产生的氧化物磨屑对微动磨损性能有重要影响,在疲劳前期加剧摩擦磨损,在疲劳后期减轻摩擦磨损.微动疲劳裂纹源形成于试样发生微动摩擦磨损的表面,并出现疲劳台阶.在扭矩产生的切向剪切应力作用下,疲劳裂纹沿着与轴向45°角的方向扩展,最终在断口上留下显著的舌状凸起,拉应力的幅值越大舌状凸起越明显.

关键词: 属材料 , 微动疲劳 , 疲劳寿命 , 循环软化 , 断口形貌分析

45碳钢低周疲劳与应力循环棘轮失效的实验研究

杨显杰

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.08.013

对调质处理的45碳素结构钢进行了应变循环低周疲劳实验以及应力控制棘轮失效实验.对于前者进行了带平均应变和不带平均应变的实验,以研究平均应变对低周疲劳特性的影响;对于后者研究了平均应力和应力幅值对棘轮失效的影响.应变循环实验表明:平均应变对循环饱和行为以及低周疲劳循环失效圈数并没有明显的影响,但对材料的循环初期循环塑性行为有影响.棘轮失效实验结果表明:当应力幅值较大而平均应力较小时,材料的棘轮失效主要归于较大塑性应变幅值引起的低周疲劳破坏;当平均应力较大而应力幅值相对较小时,材料的棘轮失效主要归于较大的棘轮应变引起的材料韧性破坏,其失效准则可以用最大单调极限应变来表征.

关键词: 棘轮失效 , 低周疲劳 , 45碳钢 , 循环塑性 , 循环软化

等通道转角挤压Al-Cu合金的应力和应变疲劳行为比较

李英杰 , 刘世民 , 吴世丁 , 张哲峰 , 王中光

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.04.009

通过恒应力和恒塑性应变控制疲劳实验,比较了等通道转角挤压四道次的Al-0.7%Cu(质量分数)合金的疲劳寿命、表面变形形貌、疲劳开裂和疲劳断口.结果表明:样品发生明显的循环软化,致使应变和应力疲劳寿命在高、低应力范围存在差别.在应变控制疲劳样品中,塑性变形既可由剪切带来承担,也可以由剪切带和形变带共同承担,进而疲劳裂纹分别沿剪切带或形变带萌生.而应力控制疲劳的塑性变形只集中在剪切带中,并导致剪切疲劳开裂.疲劳断口上存在典型的疲劳裂纹萌生区、缓慢扩展区、快速扩展区和最后瞬断区.

关键词: 等通道转角挤压 , Al-0.7%Cu合金 , 循环软化 , 剪切带 , 疲劳

温度对2CrMo转子钢低周疲劳性能的影响

高倩倩 , 胡本润 , 叶序彬 , 马少俊 , 张丽娜 , 童第华

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201610003

在室温和高温(450,500,566℃)下对2CrMo转子钢进行了应变控制的低周疲劳试验,得到了该钢应变-寿命关系式及循环稳定应力-应变曲线,研究了温度对低周疲劳性能的影响,并观察了疲劳断口形貌。结果表明:在试验温度下,试验钢均出现了循环软化现象;随着温度的升高,试验钢的疲劳循环强度系数及循环应变硬化指数下降,同一应变下的低周疲劳寿命缩短;其疲劳断口中疲劳辉纹的间距随温度的升高而增大,塑性变形增大。

关键词: 转子钢 , 低周疲劳 , 循环软化 , 疲劳寿命 , 断口形貌

GH4169镍基高温合金的高温低周疲劳性能

姚亮亮 , 张显程 , 刘峰 , 涂善东 , 马聪

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201604007

对国产GH4169镍基高温合金进行了总应变控制的高温低周疲劳试验,研究了其疲劳性能,分析了断口形貌.结果表明:试验合金具有较好的高温低周疲劳性能,与进口Inconel 718镍基合金的相近,但在较低的总应变范围下比Inconel 718合金的疲劳寿命要低;该合金在不同总应变范围下都表现出明显的循环软化行为;合金试样的疲劳断口呈多裂纹源性,疲劳源数量随总应变范围的降低和疲劳寿命的延长而减少;疲劳裂纹都萌生于表面,穿晶扩展到一定径向深度时,会出现沿晶扩展特征.

关键词: 高温低周疲劳性能 , GH4169镍基高温合金 , 循环软化 , 裂纹扩展

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