国家自然科学基金(50471109)
- 作品数：26 被引量：82H指数：6
- 相关作者：陈剑虹曹睿张继朱浩傅高升更多>>
- 相关机构：兰州理工大学钢铁研究总院福州大学更多>>
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- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术交通运输工程更多>>
- 加载速度对TiAl基合金缺口弯曲断裂机制的影响被引量：4
- 2008年
- 主要就加载速度对TiAl基合金2种组织缺口弯曲断裂机制的影响进行了详细研究。研究结果表明:在缺口弯曲试验中,裂纹沿着局限于缺口根部中心线上的高应力区起裂并扩展;全层组织断裂韧性随加载速度的变快而增加,而双态组织断裂韧性随加载速率的增大几乎没有变化,这主要是由于在不同加载速度下全层组织在加载速度快和慢时的断裂过程不同,双态组织则是相同的;全层组织试样具有较差的拉伸性能,但是具有较高的断裂韧性,这是由于2种试验时的断裂机制不同。在拉伸试验时大层团晶粒引起严重的损伤和低的强度;然而在3PB试验中大层团形成更大的分叉裂纹以及形成穿过主裂纹扩展的更大阻碍物。
- 曹睿雷明霞陈剑虹张继
- 关键词：TIAL基合金加载速率缺口韧性
- TiAl基合金的拉伸疲劳断裂机理被引量：3
- 2013年
- 对TiAl基合金试样进行了拉伸疲劳试验,并进行了断口观察,探讨了该合金的拉伸疲劳断裂的机理。结果表明:该合金断口上有很明显的河流花纹走向和唯一的起裂源,断口以沿层面为主,穿层面只占少数;裂纹源通常位于断口表面的角落处,然后裂纹沿多个方向解理扩展至试样边缘,最后发生脆性解理断裂;其断裂机理是在疲劳拉伸载荷作用下,在应力较高处沿层裂纹开始出现,裂纹在应力循环作用下不断扩展,直至疲劳裂纹的长度达到与疲劳外加力所匹配的临界裂纹长度(即满足Griffiths条件)时,试样整体解理断裂。
- 林有智周少秋曹睿陈剑虹
- 关键词：TIAL基合金
- TiAl基合金双态组织平板拉伸连续卸载试验的研究被引量：5
- 2008年
- 通过多次拉伸卸载试验对TiAl基合金在经历多次拉伸卸载以后宏观性能和微裂纹面密度的变化,以及前一阶段的损伤对随后阶段损伤产生的影响进行了详细的研究。研究表明:在载荷控制下的试验中,随着卸载应力的增加,裂纹面密度并没有增大,即用微裂纹表征的损伤程度并没有增加的趋势;整个多次拉伸卸载过程并不影响材料的弹性模量E;当拉伸到某一个应力下,宏观表现为断裂应力σf,断裂应变εf和单位面积断裂功W′开始减小。材料在载荷控制的拉伸中产生损伤的程度并不能用弹性模量E和裂纹面密度ω来衡量。
- 曹睿朱浩陈剑虹张继
- 关键词：多次拉伸卸载
- 加载速率对TiAl基合金断裂机理的影响被引量：8
- 2006年
- 通过拉伸断裂、拉伸卸载实验和相应的SEM观察研究了载荷控制下加载速率对具有全层(FL)和双态(DP)组织TiAl基合金断裂机理的影响。结果表明:当加载速率比较小时,微裂纹的面密度较大,即有足够的时间开裂,裂纹沿着晶界或者层间起裂,并且在层团内部基本上沿着层间扩展,基本上没有河流纹走向,沿层断裂面占整个断口的绝大部分,断口上晶粒结构比较明显,对材料性能影响较大;加载速率较大时裂纹没有足够的时间起裂和扩展,因此在断裂时形成很多河流纹走向,而且断口形貌中晶粒结构不明显;由于提前开裂的裂纹很少,所以表现出断面上分布的断裂小面的尺寸较小,从而对材料性能影响较小。
- 雷明霞曹睿陈剑虹张继
- 关键词：TIAL基合金加载速率
- 全层TiAl基合金室温断裂机制的研究被引量：3
- 2007年
- 通过拉伸、压缩、弯曲实验分析研究了全层(FL)组织TiAl基合金的断裂机制。研究发现:拉伸和压缩时材料抵抗裂纹的扩展能力不同,抗压强度远高于抗拉强度,这是由于两者的变形及断裂机制不同。TiAl基合金拉伸断裂机制为脆性解理断裂,压缩变形断裂是剪应力和正应力共同作用下的断裂,是准解理断裂。TiAl基合金的缺口弯曲断裂方式也为解理断裂,其断裂过程是先在缺口处产生微裂纹,一旦裂纹在缺口根部产生,由于材料已积累足够的能量使得材料快速失稳解理断裂。
- 林有智曹睿李雷陈剑虹胡大为
- 关键词：TIAL合金
- 全片层高Nb-TiAl合金损伤与断裂机理的研究
- 2022年
- 通过原位拉伸,分析试样表面与断口的SEM,对全片层高Nb-TiAl合金的断裂起始点、损伤行为、裂纹扩展及断裂机理进行研究。结果表明:材料呈沿层断裂和穿层断裂的混合形态,裂纹前端取向不利的层团附近出现大量微裂纹,当应力集中和外载荷共同作用时,引起微裂纹进一步贯穿。断裂机理为外载荷引起材料起裂和扩展,满足Griffiths断裂条件时,材料发生脆性解理断裂。起裂源一般出现在应力集中处,如缺口根部和材料薄弱处。
- 林有智廖萍傅高升陈剑虹
- 关键词：原位拉伸断口分析
- 全层TiAl合金裂纹扩展阻力的研究被引量：6
- 2006年
- 本文通过对直缺口两个层团厚度拉伸试样的扫描电镜原位拉伸实验、相应的断裂表面观察以及有限元计算研究了全层铸状TiAl基合金组织的裂纹扩展机理。研究表明:为了扩展主裂纹,外加载荷需要增加。外加载荷的增加一方面归功于试样表面观察到的主裂纹并没有穿透整个试样厚度,另一方面因为应力场由缺口控制,只有随着外加载荷的增加,扩展的裂纹尖端才保持一定的应力。当两个层团的位向使裂纹从沿层扩展过渡到穿层扩展时,裂纹扩展阻力才提高。
- 曹睿张继姚海军陈剑虹
- 钛合金非线性疲劳损伤工程模型研究被引量：4
- 2013年
- 为研究受力复杂工程构件的载荷、损伤与疲劳寿命的关系,文章根据船舶和舰艇中钛合金构件的使用及受力特点,以第四强度理论对现有的连续非线性损伤模型进行修正,提出更符合工程实际的非线性损伤模型,并根据单轴疲劳试验数据测算出其模型参数。分析所修正模型在不同疲劳应力下材料损伤累积量随疲劳循环次数的变化,并通过单轴疲劳卸载试样SEM观察分析,验证所修正的模型。然后再根据所修正模型设置复杂受力状态的疲劳实验,并通过非线性损伤修正模型、线性损伤模型及复杂受力疲劳实验数据的比较和分析,发现线性损伤模型在中小载荷下的寿命过于保守,而所修正的非线性损伤模型则更接近实验值,证明了所修正的非线性损伤模型在该区域的工程价值。
- 林有智傅高升李雷陈剑虹
- 关键词：钛合金复杂受力
- TiAl基合金双态组织原位拉伸-卸载试验研究被引量：2
- 2006年
- 通过对TiAl基合金不同类型的缺口试样进行原位拉伸-卸载实验及其SEM断裂表面观察,研究了TiAl基合金的断裂机理.研究发现,对于缺口试样,裂纹起裂于缺口根部,其断裂过程主要是主裂纹首先起裂、扩展并最后断裂.对于双态组织,由于晶粒尺寸小,应力集中出现在缺口根部,裂纹沿晶粒边界和层间起裂并扩展,裂纹路径比较平直.在拉伸过程中,试样产生微裂纹导致材料发生损伤,随后卸载再加载时,与先前相比,裂纹更易扩展.预损伤加快了裂纹的产生和扩展,使损伤进一步加重,促使材料抵抗裂纹产生、扩展的能力下降.
- 曹睿林有智朱浩陈剑虹张继
- 关键词：TIAL基合金原位拉伸卸载
- 全层状TiAl基合金拉伸试验断裂过程及机理被引量：11
- 2008年
- 通过对全层组织TiAl基合金不同缺口试样进行原位拉伸试验,结合数据分析以及断口形貌的观察,研究TiAl基合金拉伸的断裂过程和断裂机理。研究发现在原位拉伸试验中,对于直缺口试样,裂纹起裂于缺口根部,其断裂过程主要是主裂纹(沿层裂纹)首先起裂、扩展、连接,然后形成解理断裂起裂源。这一起裂源形成的同时,在刚好能满足Griffiths脆性解理断裂所需要的临界裂纹尺寸时,引起整个试件发生脆性解理断裂。裂纹首先起裂于层间,层间是薄弱环节,断裂方式是穿层断裂和沿层断裂的混合体,以穿层断裂为主。对于大圆弧和平板试样,这种材料的断裂过程是:首先在较高外加载荷下,在标距范围内比较薄弱的区域沿层开裂,随着外加载荷的进一步增加,这些微裂纹扩展,当微裂纹引起的应力集中和外加载荷共同作用足以引起微裂纹进一步贯穿的瞬间,即能量积累到一定程度时,试样整体发生解理断裂。很多试样的断裂是直接起裂的过程,一旦产生裂纹试样立即解理断裂,即这种材料的强度较高,材料很难产生裂纹,也不易损伤。
- 曹睿林有智陈剑虹HU D
- 关键词：TIAL基合金原位拉伸
