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拉-拉循环载荷下443铁素体不锈钢产热规律及疲劳性能预测

张杰 , 闫志峰 , 王文先 , 王志斌 , 王凯 , 张红霞 , 张心保

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.02.013

采用红外热像法研究了443铁素体不锈钢在疲劳试验过程中表面温度场的变化规律,提出了采用△T-Nf曲线预测疲劳寿命的方法.结果表明:温升极限值△T=3.18℃,即当△T＞3.18℃时,试样发生疲劳断裂,与实测温升值3.49℃相比,误差为8.89％.利用△T-Nf曲线预测443铁素体不锈钢在5×106循环次数下的疲劳强度为277.97MPa,与传统方法测得结果284.45MPa相对误差为2.28％.

关键词: 443铁素体不锈钢 , 温度场 , 疲劳强度 , 红外热像法

基于红外热像法的AZ31B镁合金疲劳寿命预测

张红霞 , 裴飞飞 , 闫志峰 , 王凯 , 王文先 , 刘晓晴 , 吴广贺 , 李咏梅

稀有金属材料与工程

采用红外热像法测量AZ31B镁合金板材在疲劳过程中表面温度场的变化,结果表明,当疲劳载荷大于疲劳强度时,镁合金试样表面的温度变化经历5个阶段:温度上升阶段、温度下降阶段、稳定阶段、断裂前的温升阶段和断裂后温度下降阶段.通过疲劳过程中镁合金试样表面的温度变化规律,基于不同的理论提出了2种预测疲劳寿命的方法:由试验过程中试样表面温升(△TM)特征确定其疲劳寿命,△TM-Nf曲线拟合结果表明,△TM=3.89℃为温升极限值,即△TM＞3.89℃时,试样会发生断裂,与实测疲劳试样的温升值(3.68℃)相比,误差为5.7％;利用能量法提出了镁合金疲劳寿命的计算公式,用能量法和传统试验方法分别绘制S-N曲线,结果具有很好的一致性,用2种方法分别计算了循环次数为1x107时的疲劳强度△σeφ=99.3 MPa、△σesN=99.8 MPa,误差为0.5％.采用红外热像法估算疲劳寿命具有简单、省时等优势.

关键词: AZ31B镁合金 , 疲劳 , 红外热像法 , 疲劳寿命预测 , 能量法

循环载荷作用下镁合金温度演化及高周疲劳性能预测

王凯 , 闫志峰 , 王文先 , 张红霞 , 裴飞飞

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.01.016

基于红外热像法对AZ31B镁合金板材室温下的高周疲劳性能进行了研究.使用红外热成像仪测量整个疲劳过程中试件表面温度变化.结果表明:镁合金疲劳加载过程中的温度变化分为初始温度增加、温度降低、温度恒定、温度快速上升、温度最后下降5个部分.采用基于热传导、热弹性和非弹性效应的理论模型解释了疲劳加载过程中的温度变化.红外热像法预测的AZ31B镁合金疲劳极限113MPa与实验结果108MPa相对误差约为4.8％.基于镁合金表面温度的变化,提出了△Tmax-N曲线预测疲劳寿命的方法,即通过测量阶段Ⅰ温升最大值预测镁合金的疲劳断裂,并计算其疲劳寿命.

关键词: AZ31B镁合金 , 红外热像法 , 温度演化 , 疲劳性能

基于锁相红外热成像理论的复合材料网格加筋结构的无损检测

赵延广 , 郭杏林 , 任明法

复合材料学报

基于锁相红外热成像理论,对复合材料网格加筋结构的几类典型缺陷进行无损检测.采用法国Cedip公司开发的锁相红外热成像系统对检测结果进行分析.讨论了加载频率、输出电压偏移量对检测的影响.结果表明,相位图比幅值图含有更多的缺陷信息.不同的加载频率会产生不同的检测结果,选择恰当的加载频率是检测的关键;增加输出电压偏移量有利于检测.该方法可用于对复合材料未知缺陷的检测.

关键词: 复合材料 , 网格结构 , 无损检测 , 红外热像法 , 锁相热像法

基于红外热像法的AZ31B镁合金电子束焊接接头的疲劳行为

杨宏伟 , 崔泽琴 , 王文先 , 许并社 , 许海鹰

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64385-6

采用红外热像法对循环载荷下 AZ31B 镁合金电子束焊接接头的疲劳行为进行研究。对试件在疲劳试验中表面温度演变规律和产热机制进行分析，并在此基础上对其疲劳极限进行预测，同时通过分析试件表面温度和热点区域的演变规律对其疲劳损伤进行定量评估。结果表明：采用红外热像法不仅能够实现对镁合金电子束焊接接头疲劳极限的快速预测，而且可以对其疲劳损伤进行实时定量监测。镁合金电子束焊接接头疲劳极限预测结果同传统 S?N 试验结果保持一致。试件表面温度以及热点区域演变可作为评价镁合金电子束焊接接头疲劳损伤的有效依据。

关键词: 镁合金 , 电子束焊接接头 , 疲劳行为 , 红外热像法

热处理对FV520B钢疲劳性能的影响

樊俊铃郭杏林吴承伟邓德伟

材料研究学报

用红外热像法监测交变载荷下试件表面的温升变化规律, 快速确定FV520B原材料和热处理材料的疲劳强度, 研究了热处理对FV520B不锈钢组织和力学性能的影响。
将疲劳试验过程中的试件表面的温度变化与材料内部微观结构的演化相联系, 以分析疲劳损伤状态, 进行安全性评估。金相观测发现, FV520B钢力学性能的提高是回火马氏体和基体中均匀弥散分布的第二相颗粒共同作用的结果。扫描电子显微镜对疲劳断口形貌特征的观察发现, 疲劳裂纹萌生于试件表面棱角上位向有利的晶粒处。

关键词: 金属材料 , FV520B martensite stainless steel , infrared thermography , fatigue limit , microstructure

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