疲劳断口

摘要： 采用应力比R=0.1的高周疲劳试验,研究了水淬-配分处理对1500 MPa级22MnB5高强钢高周疲劳性能的影响。分别采用光学显微镜和扫描电子显微镜进行了金相检验和疲劳断口分析。结果显示:未经水淬-配分处理的22MnB5钢组织主要为马氏体,抗拉强度约为1500 MPa,其高周疲劳破坏主要是表面缺陷所致,疲劳断裂始于钢板表面的凹坑等缺陷处;经水淬-配分处理的22MnB5钢的抗拉强度降到了1400 MPa左右,疲劳断裂始于钢板表面的凹坑和氧化层,高周疲劳性能较差。

摘要： 采用CO_(2)气体保护焊对30 mm厚高强韧中锰钢板进行对焊试验,通过圆棒拉压疲劳试验获得中锰钢焊接接头的应力幅-寿命曲线,测定了其高周疲劳极限并观察其断口形貌。结果表明:在应力比为-1、循环次数为10~7周次条件下,中锰钢焊接接头的高周疲劳极限为353 MPa;当中锰钢焊接接头焊缝中存在明显的焊接缺陷时,疲劳裂纹萌生于微观缺陷处,而当焊缝中无焊接缺陷时,疲劳裂纹萌生于试样表面熔合线位置,疲劳裂纹扩展区表面粗糙,存在着明显的二次裂纹,瞬断区表面存在大量均匀细小的韧窝。

摘要： 补焊是提高WE43A镁合金铸件性能和合格率的重要手段。采用体视显微镜、金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对补焊接头进行组织分析,采用显微硬度计对接头硬度进行测试,同时对补焊接头的疲劳断口进行分析。结果表明:WE43A镁合金补焊后未见明显的热影响区,母材中可见方形的Mg_(24)Y_(5)相和沉淀强化相Mg14NdY、Mg_(3)(Y,Nd);焊缝区为等轴晶,从熔合线到中心晶粒尺寸逐渐增大,析出相主要为Mg_(24)Y_(5)、Mg_(14)Nd_(2)Y以及Mg_(3)(Y,Nd)。熔合线两侧母材及焊缝显微硬度均匀,焊缝区硬度较母材低8.13%,这是由于焊缝区析出了大量第二相降低了基体固溶度,以及析出的Mg_(3)(Y,Nd)相粗大未产生沉淀强化综合作用所致。补焊接头疲劳断口源区和扩展区为准解理特征,源区可见较多扇形花样,扩展区可见大量台阶以及少量的沿晶特征,瞬断区为沿晶+韧窝的混合断裂特征。

摘要： 为了探究高强度螺栓腐蚀后的疲劳性能,对浸油和无浸油的M24高强度螺栓开展了中性盐雾加速腐蚀试验,对不同腐蚀程度的高强度螺栓分别开展了形貌观察和常幅疲劳试验。结果表明:所有高强度螺栓表面锈层均由内锈层和外锈层组成;腐蚀后螺牙损失严重,并且螺牙根部也存在蚀坑;随着腐蚀时间的增加螺栓的疲劳寿命逐渐降低,浸油和无浸油螺栓腐蚀150 d之后疲劳寿命分别下降了36%和28%;由于浸油螺栓表面的保护层在腐蚀前期被破坏,相同腐蚀时间浸油和无浸油两种螺栓的疲劳寿命相差较小。

摘要： 针对SAF 2707HD双相不锈钢进行旋转弯曲疲劳实验.利用升降法计算得到疲劳极限,根据实验数据绘制应力-疲劳寿命(S-N)曲线,再利用扫描电子显微镜(SEM)对试样疲劳断口进行观察,分析了疲劳裂纹源的类型和断裂机制.统计数据表明:由于试样表面裂纹源引起的断裂基本发生在105次循环或之内,而由于内部裂纹源引起的断裂基本发生在106次循环,相差近一个数量级.为此利用有限元软件进行了疲劳寿命计算,预测结果与实验所得S-N曲线进行对比,确认了疲劳寿命分析的可靠性.

摘要： 研究了Ti-6Al-4V(TC4)钛合金在不受轴向拉应力作用下的弯曲疲劳行为,设计了悬臂梁弯曲疲劳试验机对TC4钛合金进行弯曲疲劳试验,利用ABAQUS有限元模拟软件结合损伤模型模拟预测TC4钛合金的弯曲疲劳寿命.通过对TC4钛合金进行7种不同弯曲疲劳幅值下的试验与模拟,研究了TC4钛合金在弯曲疲劳过程中的应力分布与损伤断裂机理,利用扫描电子显微镜(SEM)分析了TC4钛合金的疲劳断口,研究了TC4钛合金在不同弯曲疲劳幅值下的断裂方式.结果表明:弯曲疲劳数值计算寿命与试验结果处于2倍分散带内,计算断裂位置与试验断裂位置均处于应力最大截面,偏离圆弧段中心截面1 mm处;弯曲疲劳裂纹萌生和扩展主要受应力控制,裂纹起源于上下表面应力最大处,并逐渐向试样中心发展,直至试样断裂;当弯曲幅值较小时,弯曲疲劳试样的疲劳断口上存在着大量的撕裂棱和二次裂纹,为明显的准解理断裂特征;当弯曲幅值进一步增大,材料内部变形提高,试样承受应力增加,疲劳断口上存在着明显的韧窝,试验转变为韧性断裂.

摘要： 对2.0 mm厚汽车用SPHC热轧薄钢板进行低周循环应变疲劳试验,获得了应力-应变曲线、应变-寿命曲线、应变滞回环曲线以及相关疲劳常数指标,并对疲劳断口形貌进行观察.结果表明:SPHC钢在试验范围内具有非Masing效应;拟合得到SPHC钢的循环强度系数为284,循环应变硬化指数为0.128;通过Manson-Coffin方程拟合得到SPHC钢的疲劳强度系数为467 MPa,疲劳强度指数为-0.078,疲劳延性系数为0.323,疲劳延性指数为-0.609;疲劳断口由裂纹源区、裂纹扩展区、瞬断区组成,裂纹扩展区由大量疲劳辉纹组成,瞬断区存在大量韧窝,SPHC钢具有良好的塑韧性.

摘要： 应用超声疲劳试验方法专研了105～1010周次范畴中40Cr钢表现出的疲劳性能,设计其载荷频率20kHz,配合电子显微镜剖析疲劳端口样貌特点.统计结果发现,40Cr钢的S-N曲线始终维持下跌趋势,107、1010周次的疲劳强度形成了显著差异;显微分析发现,40Cr钢超声疲劳端口样貌和传统疲劳条件下的断口样貌没有形成显著差别,拓展区断口存在着显著的疲劳辉纹.

摘要： 对SCM435钢制备的10.9级螺栓进行不同的加载,使其发生过载、疲劳和氢脆断裂,结合断裂的宏观和微观形貌,研究螺栓不同断裂类型断口的形成机理.结果表明:各断面均出现在螺纹部位,且微观特征明显,过载断口均表现为韧窝特征,其中盲孔拧断断口的韧窝为剪切韧窝;疲劳断口疲劳辉纹鲜明,高、低周疲劳断口的疲劳区面积占整个断面的2/3和1/2;氢脆断口晶粒清晰,沿晶断裂特征显著.不同类型的断口中,拧紧+拉伸断口缩颈和螺纹伸长最为明显,高、低周疲劳断口基本没有缩颈和伸长,其余类型的螺纹断口略有伸长.

摘要： 为了加深对铝合金焊接接头的特征的了解,帮助铝合金材料实现更好的应用和优化,提出铝合金焊接接头组织及疲劳损伤行为研究.分别研究了其在宏观和微观上的组织特征,以此为基础,分析了其在焊接接头疲劳断裂模式和疲劳断口的特征.结果表明在熔敷金属与铝合金材料间具有较高的熔合度,气孔主要聚集在熔合线处,接头处铝合金在保持轧制纤维状组织结构同时,有不规则的结晶情况发生.低应力疲劳断裂模式下,焊缝处不会发生明显的塑性形变,在焊接接头的断口处,疲劳条带粗且明显,条带间距约为1.5μm,高应力疲劳断裂模式下,焊缝处形成明显裂纹,产生塑性形变,在焊接接头的断口处,疲劳条带细且密集,条带间距约为0.13μm.通过该研究,以期为提高铝合金性能的研究提供有价值的参考.

摘要： 在进行TC17钛合金真空电子束焊焊接接头多轴疲劳试验的基础上,借助电子显微镜对焊接接头的母材区,热影响区和焊缝区进行了金相观察,获得了接头不同区域的组织形态.利用扫描电镜对薄壁管多轴疲劳试样的断口表面进行疲劳源区及其裂纹扩展形状、扩展区、瞬断区形貌的观察,分析疲劳断口形貌形成的原因,为其结构疲劳安全设计及可靠性分析提供科学依据.

摘要： 本文针对60Si2MnA弹簧钢生产工艺流程不同工位和疲劳断口处夹杂物，通过金相、SEM-EDX等手段，分别对夹杂物的数量、尺寸、形貌及组成进行了系统研究，并在夹杂物生成热力学计算和动力学形成条件的基础上，结合实际工艺状况，得出其断口处夹杂物来源主要是两个方面，一个是精炼过程反应产物没有排除掉，另一个是连铸中间包内发生的“结晶雨”现象，在覆盖剂下聚集过多或非稳态条件下，再次进入钢液所致。

摘要： 讨论了疲劳断口定量分析的主要研究内容及技术方法。利用列表梯形法和Pails公式对FGH95合金疲劳断口进行了定量分析，结果表明疲劳裂纹扩展长度与疲劳寿命之间较好地符合直线关系，疲劳裂纹扩展速率与疲劳裂纹长度的增大而增大，二者呈直线、二次曲线或三次曲线关系;应力较大时，定量分析得到的疲劳应力误差较小，该误差主要受到裂纹形状因子和裂纹扩展速率的影响。探讨了疲劳断口定量分析存在的问题及发展方向。

摘要： 对西部超导材料科技有限公司生产的以TC4棒材加工的MJ12螺栓试件进行显微组织分析和疲劳断口观察。研究表明，该试件疲劳断口属于典型疲劳韧性断裂，未发现冶金及组织缺陷，材料显微组织细小均匀。

摘要： 对调质态和高频淬火态的1Cr12型叶片钢进行了腐蚀疲劳试验，测定了此钢在室温大气和80°C22％NACl溶液中的拉压疲劳S-N曲线，利用金相显微镜和显微硬度计分析了金相组织和显微硬度的分布，用扫描电镜分析了疲劳断口。试验结果表明，高频淬火态1Cr12型叶片钢在室温大气和80°C22％NACl溶液中的疲劳极限分别比调质态的疲劳极限提高了29．8％和157．5％。疲劳源都位于试样表面。在室温大气下，二者的疲劳裂纹都萌生于试样表面的加工痕迹；在80°C22％NACl溶液中，点蚀坑是疲劳裂纹萌生的土要原因。高频淬火可以明显减小表面蚀坑产生的可能性，显著提高1Cr12型叶片钢腐蚀疲劳性能。

摘要： 对AZ91D+0.3%Ce镁合金进行对称拉压循环(Rε=εmin/εmax=﹣ l)，三角波形加载，加载频率为1HZ，应变幅范围为0.2%～1.2%的室温低周疲劳试验，并通过扫描电镜观察该合金的低周疲劳断口。结果表明,在较大应变幅下，AZ91D+0.3%Ce镁合金的循环滞后回线上分别出现拐点、拉压不对称和锯齿现象；镁合金的低周疲劳寿命随应变幅值提高而下降,并且符合Manson-Coffin关系式；镁合金的循环应力响应行为和循环应力应变行为均呈现明显的循环硬化现象；疲劳断口上出现了多疲劳源现象，且随应变幅的增加越来越凹凸不平。

摘要： 掌握裂纹扩展规律是钢结构疲劳性能研究的一个基本问题.本文介绍了一种检测钢结构疲劳裂纹扩展的新型方法,即Beach marking方法.论文首先简述了这种方法测试疲劳裂纹扩展的基本原理,然后通过一个试验案例,展示了这种方法的具体应用和要点.试验表明这种方法简单实用,通过运用合适的疲劳荷载序列,可在疲劳断口留下疲劳弧线,从而间接有效地记录了疲劳裂纹的扩展全过程.

摘要： 对AZ91D+0.3%Ce镁合金进行对称拉压循环(Rε=εmin/εmax= - l)，三角波形加载，加载频率为1HZ，应变幅范围为0.2%～1.2%的室温低周疲劳试验，并通过扫描电镜观察该合金的低周疲劳断口。结果表明, 在较大应变幅下，AZ91D+0.3%Ce镁合金的循环滞后回线上分别出现拐点、拉压不对称和锯齿现象；镁合金的低周疲劳寿命随应变幅值的提高而下降,并且符合Manson-Coffin关系式；镁合金的循环应力响应行为和循环应力应变行为均呈现明显的循环硬化现象；疲劳断口上出现了多疲劳源现象，且随应变幅的增加越来越凹凸不平。

摘要： 本文以部分扩散预合金Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C粉末为原料,采用模壁润滑温压压制,1150°C氢气氛保护下烧结60 min,在900°C～400°C温度冷却区间以2.8°C/8,1.5°C/s,0.7°C/s三种速度快速冷却,采用超声疲劳试验技术对三种不同冷却速度试样的弯曲疲劳性能进行了研究。研究结果表明,三组不同冷却速度处理的试样的S-N曲线均为一条连续下降的曲线,随疲劳破坏循环次数的增加,循环应力幅σα连续降低,在106～107循环周次范围内,没有出现传统疲劳概念上的水平平台,在107循环周次对应的应力幅以下或超过107周次后,试样仍然发生疲劳断裂,并不存在传统疲劳概念上的“疲劳极限”和无限寿命,只存在条件疲劳极限。冷却速度为0.7°C/s的试样在108周次、107周次和106周次对应的条件疲劳强度分别为194MPa、239MPa和293MPa;通过疲劳断口SEM观察分析,疲劳裂纹源起源于表面大体积孔洞或次表面大体积孔群处,单一源或多源萌生。裂纹扩展中出现解理面、撕裂棱和疲劳辉纹等形貌。断裂区观察到解理面和韧窝特征。

摘要： 疲劳断口位置及各分区的大小和形貌特征能够反映并提供特定结构的承载特点和材料性质信息。本文借助扫描电镜技术,对10Ni3CrMoV钢低匹配对接接头在不同载荷条件下的疲劳断裂特征进行了分析。结果表明:焊道加宽低匹配对接接头的疲劳裂纹多萌生于堆焊焊趾附近的低强金属区,在疲劳裂纹扩展区,疲劳抗力差别导致低强材料与高强母材的界面形成明显的台阶;焊道加宽低匹配对接接头的瞬断区面积小于削平低匹配对接接头,疲劳强度和寿命显著提高。

摘要： 本发明属于金属材料断口熔融试样设计技术领域，公开了一种疲劳载荷下金属材料断口局部熔融的试样设计方法，对材料进行热处理工艺，处理方式为将材料加热至860°C，保温2h；然后油淬至室温，再对其进行180°C回火1h，最后空冷至室温；热处理工艺完成后，将材料制成两侧开45°斜向U型槽的形状，或其他形状。本发明设计的试验试样，对其进行压缩疲劳试验，循环次数控制在100万周次以内。试样断裂后，用扫描电镜观察，在断口上发现有大量熔融物。

摘要： 本发明公开了第一步：首先取丙酮置于烧杯，将断口样置于其中，超声波振动清洗10-20min;第二步：再用酒精置于烧杯，将断口样置于其中，超声波振动清洗10-20min;第三步：取配比按50ml盐酸（HCL）+3.5g六次甲基四胺+1000ml蒸馏水进行，超声波振动清洗5-10min;第四步：最后取酒精再声波振动清洗10min。

摘要： 本发明属于金属材料断口熔融试样设计技术领域，公开了一种疲劳载荷下金属材料断口局部熔融的试样设计方法，对材料进行热处理工艺，处理方式为将材料加热至860°C，保温2h；然后油淬至室温，再对其进行180°C回火1h，最后空冷至室温；热处理工艺完成后，将材料制成两侧开45°斜向U型槽的形状，或其他形状。本发明设计的试验试样，对其进行压缩疲劳试验，循环次数控制在100万周次以内。试样断裂后，用扫描电镜观察，在断口上发现有大量熔融物。

摘要： 一种用于疲劳试样断口保护的夹具，属于板状金属材料断口试样的加工设备技术领域。夹具包括套管、挡板、螺钉和防水胶；套管的上方有挡板，距套管下边缘8～15mm处开有螺纹孔，螺纹孔中有螺钉，套管和挡板之间有防水胶。优点在于，有效地避免了在试样加工过程中，断口表面形貌被乳浊液等液体浸湿破坏，同时不影响试样地切割加工。

摘要： 本发明一种基于疲劳断口分析的钛合金保载疲劳失效判定方法，属于金属材料失效分析技术领域。本发明通过对疲劳失效断口的宏观判断和微观分析，结合钛合金在保载载荷下的失效断口特征评估，判断钛合金失效是否由保载疲劳效应引起，并通过量化断口特征区域评估保载疲劳效应的强弱。本发明能够在未知疲劳载荷历史的情况下通过疲劳失效断口的分析判断是否为钛合金材料和零部件的保载疲劳失效，具有方法简单、可实施性强的优点。

摘要： 本发明一种基于疲劳断口分析的钛合金保载疲劳失效判定方法，属于金属材料失效分析技术领域。本发明通过对疲劳失效断口的宏观判断和微观分析，结合钛合金在保载载荷下的失效断口特征评估，判断钛合金失效是否由保载疲劳效应引起，并通过量化断口特征区域评估保载疲劳效应的强弱。本发明能够在未知疲劳载荷历史的情况下通过疲劳失效断口的分析判断是否为钛合金材料和零部件的保载疲劳失效，具有方法简单、可实施性强的优点。

摘要： 本发明提供一种基于深度学习的金属材料断口疲劳条带识别与分割方法，涉及金属断口技术领域。该方法首先建立断口疲劳条带数学模型；然后模拟疲劳条带延伸轨迹，结合断口疲劳条带的数学模型获得疲劳条带的纹理曲线图像；采集断口图像，对断口图像的条带进行标记，获得标注好的数据样本，再结合疲劳条带曲线图像建立疲劳条带样本数据集；对疲劳条带样本数据集图片进行预处理；搭建基于神经网络的疲劳条带识别分割模型，并使用标记好的疲劳条带样本数据进行模型训练；最后将待识别分割的疲劳条带图像输入已训练好的疲劳条带识别模型，对断口疲劳条带图片进行条带识别分割。该方法能够以较高准确率从复杂的疲劳断口中分割出疲劳条带特征区域。

摘要： 本发明公开了一种基于漫水填充算法的疲劳断口形貌特征提取方法，其包括以下步骤：S1、进行预处理得到预处理后的图像；S2、对预处理后的图像进行漫水填充分割编号，得到序列区域；S3、绘制序列区域的图像轮廓，得到具有闭合轮廓的图像；获取序列区域的图像特征值；S4、计算具有闭合轮廓的图像的区域面积；S5、根据区域面积计算各个轮廓的强度因子；S6、基于图像特征值和强度因子进行线性拟合，得到拟合曲线；S7、根据具有闭合轮廓的图像和拟合曲线获取疲劳断口形貌特征。克服了以往直观的分析由采集系统得出的灰度图像肉眼辨别的困难和不准确性以及区域面积、强度因子复杂计算的问题，使分析的结论更快捷准确。

摘要： 本发明提供一种疲劳断口的机器视觉图像智能分析方法、装置及系统，该方法包括：获得金属断裂图像和金属源图像；基于深度学习卷积神经网络对金属断裂图像进行分析，确定金属断裂类型；当金属断裂类型为疲劳断裂类型，对金属断裂图像进行区分，获得裂纹扩展区与裂纹瞬断区；对裂纹扩展区与裂纹瞬断区进行统计分析；根据金属断裂图像和金属源图像，基于影像变形算法对金属断裂的形成过程进行模拟，模拟生成金属断裂形成过程图像。该方案通过一个完整的人工智能图像分析技术分析金属断裂图像，可以避免人员长期工作导致的正确性下降的风险，降低分析工作时间成本；降低金属疲劳断口失效分析的成本投入；可得到高效和可靠的疲劳断口分析结果。

摘要： 本发明公开了一种高速铁路钢轨扣件弹条疲劳断口自动识别方法，包括以下步骤：获取高速铁路钢轨扣件弹条图像，并对钢轨扣件弹条图像进行预处理；对钢轨扣件弹条图像进行易断区域定位；利用SVM分类识别器对易断区域图像进行扣件弹条疲劳断口自动识别。本发明用于快速准确的高速铁路钢轨扣件疲劳断口自动识别处理，解决了人工检测带来的人力物力的浪费，并且在很大程度上保证了检测的效率。