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低碳低钒钢中细小沉淀对微裂纹扩展的影响

王四清 , 陈梦谪 , 柯俊

金属学报

在透射电镜下原位观察低碳低钒钢中细小第?相沉淀粒子(平均直径86nm)对微裂纹的形成与扩展的影响.结果表明,细小的第二相沉淀粒子(VC)群将通过阻碍裂纹尖端前方区域的位错运动,减缓局部区域薄化过程,阻碍微裂纹的形成和扩展,从而对微裂纹的扩展路径起一定的控制作用,而单个细小的第二相沉淀粒子对这种作用的影响将不大

关键词: 第二相沉淀粒子 , precipitation , micro-crack

Nb-V不同微合金化对高强钢筋拉伸断裂行为的影响

邓蕾 , 曹建春 , 周晓龙 , 陈伟 , 李丹 , 杨银辉

材料热处理学报

通过万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜并结合能谱分析仪和透射电镜对Nb-V不同微合金化的高强钢筋在单轴拉伸过程中的断裂行为进行了表征.结果表示,实验钢心部组织为铁素体+珠光体+贝氏体,随着实验钢筋中Nb含量的降低,贝氏体组织体积分数下降(50% ~ 3%).拉伸断口呈韧性断裂,断口以韧窝为主,随着贝氏体组织体积分数的降低,韧窝尺寸和深度先增大后减小.裂纹和断口处的夹杂主要为MnS和氧化物.微裂纹多形成于相界面或夹杂处,也有形成在铁素体基体内,裂纹尺寸随着贝氏体组织体积分数的降低而增大.当裂纹在扩展过程中遇到较硬相贝氏体时,会向较软的铁素体相扩展.

关键词: 拉伸 , Nb-V微合金化 , 贝氏体 , 微裂纹 , 断口

轮轨接触表面微裂纹的扩展

李士一 , 肖华磊 , 江晓禹

钢铁研究学报

在考虑轨道表面的微观粗糙度情况下,研究了U71Mn钢轨表面微裂纹的扩展问题.利用大型有限元程序ANSYS建立了具有表面微裂纹的轮轨接触二维有限元模型.在轮轨接触区引入接触单元模拟轮轨的接触,并在裂纹面上也引入了接触单元,模拟裂纹面的张开和闭合.在裂纹尖端引入了奇异单元,以研究裂尖应力强度因子,计算中考虑了钢轨材料的非线性和接触边界的非线性.通过计算,获得了轮轨接触压力分布,并获得了轮重为5和10t时,车轮滚动到不同位置处的钢轨表面微裂纹的裂尖应力强度因子.结果表明:在车轮碾压过程中,钢轨表面微裂纹只在接触斑边缘附近时才会张开,其他位置微裂纹是闭合的;随着轮重的增加,裂纹由复合型转为以Ⅰ型为主;5t轮重作用下钢轨表面微观裂纹不会扩展,而在10t轮重作用下钢轨表面微裂纹会发生扩展,但不会出现快速断裂.

关键词: 微观粗糙度 , 微裂纹 , 应力强度因子 , 裂纹扩展门槛值 , 非线性

汽车张紧轮紧固螺栓断裂分析

柴武倩 , 杨强云 , 杨川 , 高国庆 , 崔国栋

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201509024

对断裂的汽车张紧轮紧固螺栓的显微组织、化学成分、硬度以及断口的宏、微观特征进行了综合分析,找出其断裂的原因.结果表明:螺栓在搓丝加工过程中挤压量过大,使螺纹尖端产生较多微裂纹,同时螺纹根部也存在一些加工缺陷,并在之后的热处理过程中进一步扩展;在使用过程中,微裂纹和加工缺陷处产生应力集中,使螺栓材料的疲劳强度降低,裂纹源的过早形成最终导致了螺栓发生疲劳断裂而失效.

关键词: 螺栓 , 微裂纹 , 缺陷 , 疲劳断裂

雾化施液CMP抛光硅片的亚表层损伤研究

壮筱凯 , 李庆忠

硅酸盐通报

雾化施液CMP抛光后的硅片依然存在亚表层损伤,会严重影响硅片的使用性能.首先利用化学腐蚀法和光学显微镜分别观测了亚表层的微裂纹以及不同部位的位错蚀坑形貌和位错密度.然后利用显微共聚焦拉曼光谱仪分析了抛光前后硅片表面残余应力的变化行为以及应力的分布情况.最后利用差动蚀刻速率法测取了亚表层的损伤深度并分析了抛光参数对损伤深度的影响规律.研究表明:随着表层到亚表层深度的增加,微裂纹损伤愈加严重,硅片边沿处的位错密度和形貌要明显好于中心区,位错平均密度为1.2×104/cm2;雾化抛光后的硅片表面被引入残余拉应力,应力沿硅片对角线方向呈对称分布;亚表层的损伤深度大约为0.99 μm,随着雾化器电压的增大呈递减趋势,而抛光垫转速和抛光压力都存在一个最佳的参数使损伤深度达到最小.

关键词: 雾化施液 , 位错 , 微裂纹 , 残余应力 , 亚表层损伤深度

DH36高强度船板钢生产优化

李宏亮 , 郭汉杰 , 张十庆 , 张鑫 , 杜广巍

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅰ).031

对敬业中厚板公司高强度船板DH36力学性能不合原因进行分析,发现主要原因是钢板中心存在微裂纹,微裂纹产生的原因在于心部条状MnS、碳氮化物夹杂的聚集以及马氏体、贝氏体硬性组织的出现.通过合理设计化学成分,改进炼钢、轧钢等工艺,使钢板力学性能得到大幅提高,并顺利通过九国船级社的认证.

关键词: DH36船板 , 微裂纹 , 夹杂物 , 带状组织 , 工艺

AZ91D镁合金热处理与微弧氧化的交互作用

马颖 , 张洪锋 , 郝远 , 陈体军 , 李元东 , 高唯

材料研究学报

随着AZ91D镁合金微弧氧化反应的进行,膜层逐渐增厚,膜层表面的喷射孔洞和喷射沉积物粗大化,膜层表面粗糙度增大.微弧氧化反应时膜层内部的应力集中会使膜层萌生微裂纹.对基体进行固溶处理后可以改善其微孤氧化膜层中微裂纹的数量和形态以及膜层表面的粗糙度,并能提高微弧氧化膜层的生长速率,同时降低微弧氧化过程的能耗.时效处理会使微弧氧化膜层中的残余应力得以释放,微弧氧化膜的形貌没有发生明显改变,即膜层表面的微裂纹在数世和形态上仍好于未经热处理基体膜层.微弧氧化处理不会引起基体组织的显著变化.在硅酸盐溶液体系中,AZ91D镁合金表面参与微弧氧化反应的Al比Mg少得多,同时还伴随着一个溶液中的Si向镁合金基体内部渗透的过程.

关键词: 金属材料 , 镁合金 , 热处理 , 微弧氧化 , 膜层 , 微裂纹

纤维增强复合材料考虑损伤的温度胀缩细观力学模型

何乾强 , 周储伟 , 周灿

复合材料学报

采用细观力学方法,建立了纤维增强复合材料(FRC)包含基体微裂纹和纤维/基体脱粘的热胀/冷缩理论模型.模型考虑了基体、界面中不同分布取向的微裂纹在升温和降温过程中张开、闭合情况的差异,及其对复合材料平均热胀/冷缩系数(CTE/CTC)的影响,同时还考虑了细观应力分布不均匀的因素.建立了细观有限元模型对理论模型进行验证.研究发现:复合材料损伤后CTE和CTC不一致,且取决于损伤模式:基体微裂纹损伤使得复合材料的横向CTE高于无损材料,而横向CTC低于无损材料,但对纵向CTE/CTC影响不大;纤维界面脱粘能较明显地减小复合材料的纵向CTC,但对横向CTC的影响可忽略.

关键词: 纤维增强复合材料 , 热胀/冷缩系数 , 细观力学 , 微裂纹 , 界面脱粘

LiNi0.8 Co0.15 Al0.05 O2正极活性材料的衰减机理及改性措施?

邱振平 , 张英杰 , 董鹏 , 夏书标 , 姚遥

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.01.003

高功率、高容量的 LiNi0.8 Co0.15 Al0.05 O2(NCA)正极锂离子电池在电动汽车和定置储能电池等行业中具有非常广阔的应用前景。为使其更具商业竞争力,NCA锂电池的使用寿命至少需要延长至15年,这对现行技术而言是一个很大的挑战。因此,明确 NCA锂电池在循环和储存过程中性能衰减机理是延长 NCA动力电池使用寿命的关键。大量研究表明正极表面膜的形成、表面盐岩结构类 NiO相的出现、显微裂纹的产生、表面导电碳基体的恶化等因素是 NCA动力电池衰减的主要原因。通过常规原子掺杂、表面包覆等方法在一定程度上能有效抑制正极材料的恶化,延长锂离子电池的使用寿命。

关键词: NCA正极材料 , SEI膜 , 类 NiO相 , 显微裂纹 , 改性措施

γ-TiAl金属间化合物的压缩断裂行为研究

张君峰 , 曹睿 , 吴丕杰 , 刘继雄

钛工业进展

通过室温压缩试验,研究全片层γ-TiAl基合金在不同加载速度和不同卸载载荷下的压缩断裂行为.结果表明:随着加载速度的增加,γ-TiAl基合金试样的屈服强度及抗压强度相应增大;试样的最终断裂是通过裂纹的形核、扩展以及相互贯通而形成的,断裂面主要由剪应力形成的撕裂区和压应力形成的解理断裂区域组成,并且在不同加载速度下,断口也呈现出规律性的变化.在不同载荷加载-卸载-再加载的过程中,小载荷(4.67、9.42、18.94 kN)下卸载和加载的名义应力-名义应变曲线完全重合,大载荷(26.60、37.24、53.20 kN)下卸载后产生的不可逆应变依次增大;裂纹面密度随着卸载载荷的增大而逐渐增大,材料的损伤程度不断增加.

关键词: γ-TiAl基合金 , 加载速度 , 压缩 , 微裂纹 , 断裂机理

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