摘要：研究不同热效应下2205双相不锈钢的析出相类型和特点,通过测试固溶态和不同热效应下2205双相钢的动电位极化曲线、电化学阻抗谱以及动电位扫描后试样表面形貌的观察,研究析出相对其耐腐蚀性能的影响。结果表明:固溶态材料的耐腐蚀性能及再钝化性能最好;而在850℃时效后,由于χ和σ相析出含量增多,在过电位下会由点蚀转变为选择性腐蚀,导致材料的耐腐蚀性能下降最严重;900℃时效后,2205双相不锈钢中的析出相含量降低,其耐腐蚀性能的下降有所缓解。

摘要：开展热处理工业纯钛TA2在不同载荷水平下疲劳裂纹扩展实验,考虑裂尖塑性变形程度,研究疲劳裂纹扩展规律以及热处理状态对疲劳裂纹扩展不同阶段的适应性。结果表明,不同疲劳载荷下热处理对疲劳扩展速率产生不同的影响。A类加载热处理后的疲劳裂纹扩展速率下降是由于近门槛区有效载荷的降低,以及近门槛值的提高。B类加载下热处理对有效载荷以及裂尖塑性变形几乎没有什么影响。C类与D类加载下热处理后裂尖塑性变形受到限制,而导致疲劳裂纹扩展速率下降。

摘要：复合材料压力容器管道中的分层损伤是威胁结构安全的重要隐患,有必要对其开展无损检测研究。将有限元特征频率求解法与Floquet周期性边界条件相结合,高效、准确地分析了复合材料管道中超声导波的频散特性;进一步通过半解析有限元方法以及有限元动力学方法,验证了上述理论方法的正确性。在此基础上,建立了含分层损伤的有限元动力学模型,定量研究了分层损伤对导波传播特性的影响。结果表明,在分层损伤处会发生L(0,2)到L(0,1)的模态转换;与反射因子相比,模态转换因子更适合分层损伤的定量检测。

摘要：采用氧增强扩散渗氧强化技术对TC4钛合金进行表面强化处理,利用显微硬度计测量渗氧层中的硬度分布,利用光学显微镜(OP)研究渗氧前后材料的微观组织变化,通过单轴拉伸试验研究表面渗氧强化处理对材料力学性能的影响。结果表明:经渗氧强化处理后,表面形成约150μm的渗氧强化层,表面硬度较基体提高一倍以上,约为950 HV,但力学性能下降明显,其中屈服强度下降约16%,抗拉强度下降约13%,延伸率下降约35%。材料力学性能降低的原因主要是渗氧强化处理过程中的高温作用,导致基体晶粒长大;表面渗氧强化层在小应变阶段即发生脆性开裂。

摘要：开展了2205双相不锈钢(Duplex stainless steel,DSS)氢致开裂(Hydrogen assisted cracking,HAC)行为的研究,考察了组织形态对2205双相不锈钢中氢致裂纹萌生和扩展的影响。结果表明,横向组织中的氢致裂纹扩展的长度比纵向组织中的裂纹更明显,裂纹优先萌生的位置在铁素体相中。此外,基于氢浓度相关的内聚力理论,对DSS的氢致开裂现象进行了预测分析,建立了含双相组织的HAC有限元分析模型,预测结果与试验结果吻合较好。在串联相组织形态结构与奥氏体相的晶粒尺寸减小(细化)的情况下,进入材料中的氢浓度降低,一定程度上抑制了氢致裂纹的扩展。

摘要：通过荧光紫外灯人工加速老化方法模拟自然光对碳纤维/环氧树脂复合材料的紫外老化,探究紫外老化时间、温度(50,60,70℃)对碳纤维复合材料的影响。利用XPS,SEM对辐照表面进行结构表征,通过动态热机械分析(DMA)、拉伸、压缩对复合材料的动态和静态力学行为进行测试。结果表明,随着紫外老化时间的增加,复合材料表层纤维与树脂的粘结变差,表面产生了大量的含氧基团,且温度越高,紫外老化程度越剧烈。紫外老化会使复合材料的力学性能产生退化,老化前期拉伸、压缩强度下降较快,老化后期趋于平缓,并基于老化动力学模型建立了紫外老化情况下树脂基复合材料的寿命预测模型。

摘要：通过室温双轴保载疲劳试验,研究了不同平均载荷及载荷幅值对工业纯钛双轴保载疲劳行为的影响。结果表明,在相同保载时间下,平均应变及应变速率随着平均载荷和载荷幅值的升高而逐渐增大。当载荷幅值一定时,蠕变应变随着平均载荷的增大而增大,当平均载荷一定时,蠕变应变随着载荷幅值的增大反而减小。分析双轴棘轮与蠕变应变之间交互作用时,发现两者始终相互制约。断口分析表明,随着平均载荷和载荷幅值的增大,疲劳条带特征逐渐消失,韧窝及撕裂棱数量显著增加,断口呈现韧性失效特征。随着平均载荷或载荷幅值的增加,等效应变幅值增加,疲劳寿命逐渐降低。与平均载荷的影响相比,疲劳寿命对载荷幅值的变化更加敏感。分别利用最大主应变、最大剪应变、Mises等效应变、最大主应力及SWT模型进行双轴保载疲劳寿命预测,其中SWT模型预测精度最高。

摘要：研究锆−钛−钢复合板在对称和非对称应力控制下的低周疲劳行为,详细讨论平均应力和应力幅值对循环变形、棘轮效应和损伤机理的影响。结果表明,在对称应力控制下,观察到正向棘轮变形;在非对称应力控制下,棘轮应变随平均应力和应力幅值的增加而快速增加;在高应力幅值下,平均应力影响更为显著。此外,通过研究应变能密度,发现应力幅值主要促进疲劳损伤,而平均应力则导致棘轮损伤。另外,通过断口观察可以看出,裂纹萌生于界面处的脆性金属化合物中,且钢材抗裂纹扩展的阻力更高。最后,详细讨论考虑棘轮效应的寿命预测模型精度,并提出一种直接基于平均应力和应力幅值的高精度寿命预测模型。

摘要：为了研究2205双相不锈钢设备在遭受火灾损害后,材料的晶间腐蚀倾向,利用质量分数20%NaOH溶液、10%草酸溶液电解侵蚀试验和双环动电位再活化法(DLEPR),同时借助光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析仪等,对不同热模拟过火2205双相不锈钢(DSS)的析出相和过火致敏性进行研究。结果表明:该双相不锈钢经热模拟过火后,会在铁素体(α)/奥氏体(γ)相界和α相内析出σ相,随着热模拟过火温度的升高,σ相的析出量也随之增加,在850℃时,σ相析出量最大;在950℃时,部分σ相溶解而消失,残存σ相则逐渐长大;在1050℃时,所有析出σ相重溶。经750和850℃热模拟过火的2205 DSS呈现出较为严重的晶间腐蚀(IGC)倾向,其中,α/α和α/γ相界的腐蚀较为严重;在950℃时,IGC倾向消失,主要表现为σ相的选择性腐蚀。DL-EPR测试得到的敏化度(DOS)变化趋势与σ相的析出规律类似,随着热模拟过火温度的升高,DOS先增大后减小,在850℃时,DOS最大,为22.67%,这表明σ相的形成会破坏双相不锈钢中Cr浓度的均匀分布,在相界周围产生贫Cr区,从而导致材料发生敏化,提高IGC敏感性。因此,可根据σ相析出量对2205 DSS的IGC敏感性进行定性评判。

摘要：海上平台承压设备工作环境恶劣,腐蚀环境复杂,其腐蚀失效是海上平台安全运行的重要隐患,因此有必要对腐蚀机理进行分析和识别。本文分析了海上平台承压设备典型腐蚀机理的识别过程,基于VB语言开发腐蚀机理识别软件。结合RBI定量风险评估中失效可能性的方法,在完成腐蚀机理识别的基础上,提出了损伤因子计算方法,进一步建立了海上平台承压设备失效可能性的计算方法,并基于VB语言开发失效可能性计算软件。从而可以实现软件内识别设备腐蚀机理并进行失效可能性计算。将本文开发的软件应用于某海上平台一级分离器表明,软件能够根据容器内介质、操作条件等数据识别腐蚀机理,并能够在此基础上计算被评价单元的失效可能性。