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断口分析及其在失效分析中的应用 被引量:16
1
作者 吴连生 《理化检验(物理分册)》 CAS 1994年第5期26-32,共7页
金属及合金的机械构件的断口上所显示出的标记与形貌反映了裂纹萌生及扩展时断裂机理。这些标记是能够用宏观和微观断口术明细地判别出来,并可以利用来鉴别裂源位置与裂纹扩展方向。疲劳辉纹的形貌特征和位向有一定的相关性。关于疲劳... 金属及合金的机械构件的断口上所显示出的标记与形貌反映了裂纹萌生及扩展时断裂机理。这些标记是能够用宏观和微观断口术明细地判别出来,并可以利用来鉴别裂源位置与裂纹扩展方向。疲劳辉纹的形貌特征和位向有一定的相关性。关于疲劳辉纹的形成及疲劳辉纹间距的测量将予以介绍,并将疲劳辉纹间距的测量技术可以作为对疲劳裂纹扩展的定性与定量分析,最后介绍了一个失效分析实例。 展开更多
关键词 断口 失效分析 裂源位置 疲劳辉纹 金属材料
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断口反推疲劳应力的新进展 被引量:20
2
作者 陶春虎 习年生 +1 位作者 张卫方 谢明立 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2000年第3期158-163,共6页
回顾了利用临界裂纹长度ac 和瞬断区面积A确定疲劳应力的应用及问题 ,介绍了利用疲劳间距反推疲劳应力的基本原理、方法及其工程应用。结果表明 ,利用疲劳条带宽度反推疲劳应力的误差可控制在 15%以下。
关键词 断口反推 疲劳条带 疲劳应力 疲劳断裂失效分析
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不同应力下7B04铝合金的疲劳断口 被引量:20
3
作者 蹇海根 姜锋 +3 位作者 文康 黄宏锋 韦莉莉 蒋龙 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期132-137,共6页
采用金相、电镜扫描显微技术对不同应力下铝合金的疲劳断口显微组织进行分析和对比研究,揭示该合金疲劳裂纹萌生与扩展的微观特征。研究结果表明:疲劳裂纹一般在材料表面或近表面处萌生,与表面的距离随加载应力升高而减小,在应力为285MP... 采用金相、电镜扫描显微技术对不同应力下铝合金的疲劳断口显微组织进行分析和对比研究,揭示该合金疲劳裂纹萌生与扩展的微观特征。研究结果表明:疲劳裂纹一般在材料表面或近表面处萌生,与表面的距离随加载应力升高而减小,在应力为285MPa时裂纹于距表面约250μm处萌生,而在430MPa时裂纹萌生于材料表面;在裂纹源附近观察不到疲劳辉纹,且加载应力越高,这个区域的面积就越小,而裂纹扩展区的疲劳辉纹间距随应力的增大而增大;裂纹形成后,微裂纹沿着与应力轴呈45°角的最大切应力方向向纵深扩展,然后转向与拉应力轴正交的方向扩展,最后瞬断,且随着应力的增大,断口上疲劳裂纹扩展区的面积减小,瞬断区的面积增大。 展开更多
关键词 铝合金 疲劳断口 裂纹萌生 裂纹扩展 疲劳辉纹
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金属疲劳断口定量反推研究综述 被引量:14
4
作者 赵子华 张峥 +1 位作者 吴素君 钟群鹏 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期508-514,共7页
回顾近几十年来疲劳断口定量反推研究方面的进展。首先阐述疲劳断口定量反推的定义和重要性;然后从宏观疲劳断口定量反推和微观疲劳断口定量反推两个方面介绍常用的方法和技术,宏观疲劳断口定量反推涉及疲劳断口源区、扩展区和瞬断区的... 回顾近几十年来疲劳断口定量反推研究方面的进展。首先阐述疲劳断口定量反推的定义和重要性;然后从宏观疲劳断口定量反推和微观疲劳断口定量反推两个方面介绍常用的方法和技术,宏观疲劳断口定量反推涉及疲劳断口源区、扩展区和瞬断区的定量反推;微观疲劳断口定量反推包括基于疲劳条带间距定量反推和基于其他诸如断口微观特征形貌的空间分布、断口表面粗糙度、断口表面(或亚表面)的微观塑性变形和残余应力等特征参量的定量反推。最后提出疲劳断口定量反推的发展方向。 展开更多
关键词 疲劳 断口 定量反推 疲劳条带
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疲劳应力变幅的断口反推研究 被引量:11
5
作者 谢明立 习年生 陶春虎 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2000年第4期34-40,共7页
通过对 1 8Cr2 Ni4WA钢在不同应力比和不同载荷下的疲劳裂纹扩展速率试验 ,拟合得Paris关系式 ,然后对试验断口进行疲劳条带宽度 S(微观裂纹扩展速率 )测量 ,将疲劳条带宽度值代入拟合的 Paris关系式中 ,反推计算断口试样的疲劳应力变... 通过对 1 8Cr2 Ni4WA钢在不同应力比和不同载荷下的疲劳裂纹扩展速率试验 ,拟合得Paris关系式 ,然后对试验断口进行疲劳条带宽度 S(微观裂纹扩展速率 )测量 ,将疲劳条带宽度值代入拟合的 Paris关系式中 ,反推计算断口试样的疲劳应力变幅。结果表明 ,疲劳条带宽度只在疲劳裂纹扩展的一定阶段与宏观裂纹扩展速率相等 ,选择该阶段的数据点进行疲劳应力变幅反推计算 ,相对误差在 1 0 %以下 ;数据点是否位于宏、微观裂纹扩展速率相等的阶段 ,可由 S~ yπa双对数座标 S形曲线判定 ,并发现由于裂纹扩展速率的误差传递系数小于 0 .5。 展开更多
关键词 疲劳裂纹 18CR2NI4WA钢 合金钢 Paris关系式 扩展速率 疲劳条带 疲劳应力变幅 断口反推
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高强7050-T7451铝合金厚板的疲劳断口特征 被引量:11
6
作者 王艺淋 潘清林 +2 位作者 韦莉莉 李波 李晨 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期26-30,共5页
对7050-T7451铝合金厚板进行了疲劳试验,并采用光学显微镜、扫描电镜等观察了不同应力幅值下疲劳试样断口,重点分析厚板试样疲劳裂纹萌生区与扩展区的微观特征。结果表明:其疲劳裂纹主要在材料中富铁脆性化合物夹杂处萌生,其位置一般为... 对7050-T7451铝合金厚板进行了疲劳试验,并采用光学显微镜、扫描电镜等观察了不同应力幅值下疲劳试样断口,重点分析厚板试样疲劳裂纹萌生区与扩展区的微观特征。结果表明:其疲劳裂纹主要在材料中富铁脆性化合物夹杂处萌生,其位置一般为材料表面或者近表面区,在240MPa应力幅值下,裂纹源距表面距离约为158.64μm,而在340MPa应力幅值下的距离约为120.10μm;裂纹扩展区域出现了二次裂纹、峭壁等微观特征,且疲劳辉纹的间距随应力幅值的增大而增大。 展开更多
关键词 7050-T7451铝合金 疲劳断口 裂纹扩展 疲劳辉纹 厚板
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DP980钢及DP980钢激光焊接接头的高周疲劳性能 被引量:8
7
作者 翟战江 赵琳 +2 位作者 彭云 朱娇 黄天峰 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期679-686,共8页
为了研究DP980钢的高周疲劳性能,采用疲劳试验机对DP980钢和DP980钢激光焊接接头进行高周疲劳试验,得到Basquin方程,并利用光学金相显微镜和扫描电镜进行组织和断口分析。结果表明:DP980钢激光焊接接头的焊缝根部和顶部出现形状凹陷,焊... 为了研究DP980钢的高周疲劳性能,采用疲劳试验机对DP980钢和DP980钢激光焊接接头进行高周疲劳试验,得到Basquin方程,并利用光学金相显微镜和扫描电镜进行组织和断口分析。结果表明:DP980钢激光焊接接头的焊缝根部和顶部出现形状凹陷,焊接接头的质量为中等。DP980钢疲劳极限为341 MPa,DP980钢激光焊接接头的疲劳极限为148 MPa,激光焊接接头的疲劳极限较母材的疲劳极限降低约50%。对于DP980钢而言,铁素体/马氏体晶界是裂纹萌生的主要位置,疲劳断口为准解理断口。对于DP980钢激光焊接接头而言,疲劳裂纹源位于焊缝凹陷处,而非热影响区及母材,疲劳断口为解理断口。DP980钢和DP980钢激光焊接接头的疲劳裂纹扩展区均有明显的疲劳条带,并伴随有二次裂纹。 展开更多
关键词 DP980钢 焊接接头 高周疲劳 疲劳极限 疲劳条带
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钛合金断口反推疲劳应力的实验与工程应用研究 被引量:8
8
作者 张卫方 高威 +2 位作者 赵爱国 刘高远 陶春虎 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期436-440,共5页
对钛合金在实验和工程应用条件下的构件进行断口定量反推 ,研究疲劳条带间距反推疲劳应力在钛合金应用的可行性。结果表明 ,实验条件下应力水平较低时 ,钛合金断口反推计算的疲劳应力的误差较小 ,随着应力水平的提高 ,误差逐渐增大 ,采... 对钛合金在实验和工程应用条件下的构件进行断口定量反推 ,研究疲劳条带间距反推疲劳应力在钛合金应用的可行性。结果表明 ,实验条件下应力水平较低时 ,钛合金断口反推计算的疲劳应力的误差较小 ,随着应力水平的提高 ,误差逐渐增大 ,采用无量纲数a/D在 0 .45~ 0 .5 5范围内的疲劳条带间距进行反推的误差在 10 %以下 ;而对钛合金实际构件的疲劳断裂 ,可采用疲劳条带间距进行反推其疲劳振动应力 ,该方法简单易行 。 展开更多
关键词 钛合金 断口反推 疲劳应力 疲劳条带 疲劳断裂
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DP980钢激光焊接接头的低周疲劳性能 被引量:7
9
作者 翟战江 赵琳 +2 位作者 彭云 朱姣 曹洋 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第18期21-33,共13页
采用MTS疲劳试验机对DP980钢激光焊接接头进行了低周疲劳试验,分析了应变-疲劳寿命数据,并利用金相显微镜和扫描电镜进行了组织分析和断裂分析。结果表明,母材表现出最好的抗疲劳性能。当应变幅Δεt/2≤0.4%时,线能量为80 J/mm的试样... 采用MTS疲劳试验机对DP980钢激光焊接接头进行了低周疲劳试验,分析了应变-疲劳寿命数据,并利用金相显微镜和扫描电镜进行了组织分析和断裂分析。结果表明,母材表现出最好的抗疲劳性能。当应变幅Δεt/2≤0.4%时,线能量为80 J/mm的试样表现出较好的抗疲劳性能;当Δεt/2=0.5%时,三个激光焊接接头的疲劳寿命接近。当Δεt/2≥0.3%时,母材和DP980钢激光焊接接头经历循环软化阶段、循环饱和阶段和循环软化阶段;当Δεt/2=0.25%时,母材和DP980钢激光焊接接头依次经历了循环硬化阶段、循环软化阶段、循环饱和阶段和循环软化阶段。DP980钢激光焊接接头的亚临界热影响区是裂纹萌生的主要区域,不同应变幅下的疲劳裂纹扩展区均有疲劳条带,疲劳断裂的方式是穿晶断裂。 展开更多
关键词 激光技术 回火马氏体 线能量 低周疲劳 疲劳寿命 疲劳条带
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不锈钢EGR冷却器钎焊结构断裂分析 被引量:6
10
作者 何鹏 刘宏 +2 位作者 钱乙余 陈伟婧 周益民 《焊接》 北大核心 2009年第4期26-29,共4页
通过对钎焊失效件进行断裂裂纹的宏观分析及断口分析,确定了断裂发生的位置,并分析了断裂形式及疲劳裂纹萌生和扩展过程的特点。在对失效件裂纹的宏观观察中发现,断裂多发生在钎焊圆角根部,裂纹沿钎焊圆角根部萌生和扩展。对钎焊圆角表... 通过对钎焊失效件进行断裂裂纹的宏观分析及断口分析,确定了断裂发生的位置,并分析了断裂形式及疲劳裂纹萌生和扩展过程的特点。在对失效件裂纹的宏观观察中发现,断裂多发生在钎焊圆角根部,裂纹沿钎焊圆角根部萌生和扩展。对钎焊圆角表面微观形貌进行观察后发现,在钎焊圆角根部存在着连续分布的钎料瘤,容易引起局部应力集中,促进疲劳裂纹的萌生。在对失效件断口进行的分析中找到了疲劳断裂的典型特征——疲劳辉纹,有力地证明了失效模式为疲劳断裂。 展开更多
关键词 EGR冷却器 断裂 疲劳裂纹 疲劳辉纹
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汽车后悬架纵臂开裂原因分析
11
作者 吴锡华 张秋玲 +1 位作者 甘银峰 李正亮 《热处理》 CAS 2024年第2期40-42,46,共4页
某汽车在试验场行驶2796 km后发现其QSTE420TM钢后悬架纵臂断裂。对断裂的纵臂进行了宏观检验、化学成分分析、金相检验、硬度检测及有限元模拟。结果表明:后悬架纵臂是多源疲劳断裂,裂纹始于纵臂与轮毂支架的安装面;汽车在运行中紧固... 某汽车在试验场行驶2796 km后发现其QSTE420TM钢后悬架纵臂断裂。对断裂的纵臂进行了宏观检验、化学成分分析、金相检验、硬度检测及有限元模拟。结果表明:后悬架纵臂是多源疲劳断裂,裂纹始于纵臂与轮毂支架的安装面;汽车在运行中紧固螺栓发生了松动,裂纹源处产生应力集中,应力接近材料的屈服强度,从而导致后悬架纵臂开裂。 展开更多
关键词 纵臂 断口分析 疲劳辉纹 屈服强度
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空气和腐蚀环境下双相不锈钢SAF2507的疲劳性能 被引量:5
12
作者 俞树荣 孟恺 李淑欣 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期77-81,共5页
对超级双相不锈钢SAF2507分别在空气和3.5%NaCl溶液中进行旋转弯曲疲劳实验,研究两种介质下SAF2507不锈钢的疲劳性能。结果表明:宏观上,双相不锈钢SAF2507在3.5%NaCl腐蚀环境中的疲劳强度较空气中的下降幅度小,为空气下的90%。但微观上... 对超级双相不锈钢SAF2507分别在空气和3.5%NaCl溶液中进行旋转弯曲疲劳实验,研究两种介质下SAF2507不锈钢的疲劳性能。结果表明:宏观上,双相不锈钢SAF2507在3.5%NaCl腐蚀环境中的疲劳强度较空气中的下降幅度小,为空气下的90%。但微观上,空气中疲劳断口表现为韧性断裂,在铁素体和奥氏体相上呈现大量疲劳辉纹;腐蚀环境下,奥氏体为韧性断裂,而铁素体呈现解理断裂模式。两相上疲劳辉纹的宽度和间距随着晶粒位向及二次裂纹的开裂而不同。在奥氏体-铁素体双相不锈钢的疲劳断口中,不能根据疲劳辉纹的间距进行相的鉴别。 展开更多
关键词 双相不锈钢 腐蚀疲劳 疲劳辉纹 韧性断裂
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不同应力水平下5A06铝合金的疲劳断口研究 被引量:5
13
作者 刘乐乐 姜锋 +1 位作者 汪莹 李致良 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期70-74,共5页
通过采用金相显微镜,扫描电镜和能谱分析研究了5A06铝合金高周疲劳断口的微观特征。研究结果表明:该合金在疲劳极限附近发生疲劳断裂时,裂纹主要萌生于杂质粒子与基体的界面结合处,较高应力水平下疲劳裂纹的萌生呈现多源性,并且裂纹主... 通过采用金相显微镜,扫描电镜和能谱分析研究了5A06铝合金高周疲劳断口的微观特征。研究结果表明:该合金在疲劳极限附近发生疲劳断裂时,裂纹主要萌生于杂质粒子与基体的界面结合处,较高应力水平下疲劳裂纹的萌生呈现多源性,并且裂纹主要起源于杂质粒子自身的开裂。随着应力水平的提高,裂纹的偏转路径更加复杂,疲劳辉纹间距不断增大,断口中疲劳裂纹扩展区所占比例减少。疲劳裂纹扩展的初期,疲劳微裂纹的偏转主要取决于相邻晶粒间有利滑移面的方向。 展开更多
关键词 5A06铝合金 高周疲劳 裂纹偏转 疲劳辉纹
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S135钻杆钢在H2S环境中的腐蚀疲劳行为 被引量:4
14
作者 雒设计 温宁华 韩礼红 《机械工程材料》 CSCD 北大核心 2017年第6期44-48,共5页
对S135钻杆钢在空气和H_2S环境中进行了不同应力幅下的疲劳试验,得到了不同条件下的疲劳寿命,并应用回归分析方法得到了该钻杆钢在不同环境中的疲劳寿命公式,分析了其疲劳断裂机制。结果表明:在空气环境中,试验钢呈现明显的疲劳极限特征... 对S135钻杆钢在空气和H_2S环境中进行了不同应力幅下的疲劳试验,得到了不同条件下的疲劳寿命,并应用回归分析方法得到了该钻杆钢在不同环境中的疲劳寿命公式,分析了其疲劳断裂机制。结果表明:在空气环境中,试验钢呈现明显的疲劳极限特征;在H_2S环境中,相同当量应力幅下试验钢的疲劳寿命比在空气环境中的低,且在很低的当量应力幅下仍会发生断裂,不存在疲劳极限;在不同环境和不同当量应力幅下,试验钢的疲劳裂纹均萌生于试样表面或靠近表面处,裂纹源区以解理断裂为主;在空气环境中,裂纹扩展区以疲劳条带为主要特征,在H_2S环境中,裂纹扩展区以解理平面和解理台阶为主要特征,在其解理平面上存在大量的二次裂纹,具有氢脆断裂的特征。 展开更多
关键词 钻杆钢 H2S环境 疲劳寿命 疲劳条带 解理
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继电器底座锡青铜引脚断裂失效分析
15
作者 杨礼林 张弦 杨广舟 《当代化工研究》 2023年第2期31-33,共3页
借助光谱仪、蔡司金相显微镜、场发射电子显微镜和维氏硬度计等手段对继电器底座金属引脚失效件进行检测与观察,分析并讨论造成该试样裂纹产生的影响因素。结果表明:材料的化学成分、显微组织、硬度值、非金属夹杂物级别、晶粒度级别及... 借助光谱仪、蔡司金相显微镜、场发射电子显微镜和维氏硬度计等手段对继电器底座金属引脚失效件进行检测与观察,分析并讨论造成该试样裂纹产生的影响因素。结果表明:材料的化学成分、显微组织、硬度值、非金属夹杂物级别、晶粒度级别及镀层厚度均符合标准要求,断面未见氧化现象和其他缺陷。断面进行宏观与微观观察,呈灰色、较平整、纹路清晰呈纤维状。断面从引脚弯曲内侧分为断裂源区、扩展区、终断区,呈疲劳辉纹形貌特征,结合工作在振动条件下的工作特点,可以判断引脚断裂源于内侧弯折处的微震疲劳断裂。 展开更多
关键词 锡青铜 引脚 疲劳辉纹 微振疲劳
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汽车板QStE550TM应变疲劳性能研究 被引量:4
16
作者 赵中昱 孙晓冉 +1 位作者 孙岩 石建强 《河北冶金》 2021年第9期22-25,共4页
以3 mm厚汽车板用结构钢QStE550TM为研究对象,对其光滑试件进行了静态拉伸试验和不同应变水平控制下的应变疲劳性能测试,绘制了E-N曲线,并观察了疲劳断口形貌。试验结果表明,该汽车板屈强比和断层伸长率较高,具有良好的抗变形能力与加... 以3 mm厚汽车板用结构钢QStE550TM为研究对象,对其光滑试件进行了静态拉伸试验和不同应变水平控制下的应变疲劳性能测试,绘制了E-N曲线,并观察了疲劳断口形貌。试验结果表明,该汽车板屈强比和断层伸长率较高,具有良好的抗变形能力与加工成型性能。当应变幅小于0.8%时,循环寿命可达到104次以上,在低周应变循环中,该材料出现循环软化现象。疲劳断裂源于表面微裂纹的产生,疲劳源附近断口较为光滑,断口存在典型的疲劳辉纹。 展开更多
关键词 汽车板 QStE550TM 应变疲劳 E-N曲线 疲劳辉纹 低周应变循环 屈强比
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CYCLIC DEFORMATION OF COARSE GRAINED POLYCRYSTALLINE PURE Al——Ⅱ.FRACTURE SURFACE MORPHOLOGY
17
作者 XIA Yuebo WANG Zhongguang State Key Laboratory for Fatigue and Failure of Materials,Institute of Metal Research,Academia Sinica,Shenyang,China 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 1992年第5期330-335,共6页
SEM photos for very coarse grained and high ductile polycrystalline pure Al show following characteristics:A few fracture sources are concentrated,the crack propagates in fan-shape near them,and the fatigue striations... SEM photos for very coarse grained and high ductile polycrystalline pure Al show following characteristics:A few fracture sources are concentrated,the crack propagates in fan-shape near them,and the fatigue striations are cyclic cleavage facets.Each striation consists of a wide cleavage facet and a narrow cleavage stage.Those stages often blunt due to plastic deformation.The fatigue striations are clear and continual,and distribute over whole zone of stage Ⅱ crack propagation.Two kinds of fatigue striations form in different levels,are conjoined by a“twisted baked piece of pastry”band.The secondary crack along the fatigue striations was observed frequently.Some of them have already developed into secondary macrocracks and secondary fatigue striations were found clearly on secondary fracture sur- face.The fracture surface can be divided into two parts,initiation and propagation zone of the crack,however,no statical-fracture zone was observed.The mechanism to form striations was preliminarily discussed. 展开更多
关键词 fatigue crack AL fatigue striation secondary crack cleavage tongue
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600 MPa级热轧双相钢的高周疲劳性能 被引量:2
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作者 孙明军 王磊 刘杨 《上海金属》 CAS 北大核心 2020年第5期46-50,56,共6页
对热轧组织为铁素体+马氏体(1号)、铁素体+贝氏体+部分马氏体(2号)的600 MPa级热轧双相钢进行了应力比为0.1的拉-拉高周疲劳试验,并对疲劳性能进行了对比分析。结果表明:1号双相钢的疲劳极限为433 MPa,2号双相钢的疲劳极限为413 MPa。... 对热轧组织为铁素体+马氏体(1号)、铁素体+贝氏体+部分马氏体(2号)的600 MPa级热轧双相钢进行了应力比为0.1的拉-拉高周疲劳试验,并对疲劳性能进行了对比分析。结果表明:1号双相钢的疲劳极限为433 MPa,2号双相钢的疲劳极限为413 MPa。两种双相钢的疲劳断口均由疲劳源区、扩展区和瞬断区组成,疲劳源出现在试样顶角或近表面处,低应力时为单一疲劳源,高应力时为多疲劳源。裂纹扩展区除了有大量的韧窝,还有第二相粒子、疲劳辉纹和二次裂纹等特征。低应力幅时1号试样的疲劳辉纹较窄,疲劳寿命高于2号试样;高应力幅时2号试样的韧窝较深,疲劳寿命高于1号试样。在拉-拉载荷作用下,1号试样的裂纹为沿晶扩展,2号为穿晶扩展。透射电镜观察结果表明:在相近的应力幅下,疲劳断口附近高密度的位错缠结阻碍了位错的进一步运动,从而提高了双相钢的疲劳性能。 展开更多
关键词 双相钢 疲劳极限 疲劳断口 疲劳辉纹 位错
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金属管线高温环境下的断裂失效分析 被引量:2
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作者 费恒孝 谢季佳 +1 位作者 范学军 武晓雷 《力学与实践》 北大核心 2017年第1期30-34,55,共6页
超燃冲压发动机燃烧室试验台配置了大量金属管线,煤油作为燃料和冷却介质在其中输运,在实验过程中发生管线早期断裂失效,对此开展了分析。首先利用三维体视显微镜与扫描电镜进行了断口观察与分析,表明管线的开裂起源于焊缝根部,具有典... 超燃冲压发动机燃烧室试验台配置了大量金属管线,煤油作为燃料和冷却介质在其中输运,在实验过程中发生管线早期断裂失效,对此开展了分析。首先利用三维体视显微镜与扫描电镜进行了断口观察与分析,表明管线的开裂起源于焊缝根部,具有典型的多源起源特征;裂纹源区具有蓝色半圆形特征,表明存在焊接裂纹。同时,断口呈现明显的疲劳辉纹,间距为亚微米量级。根据辉纹间距与管材壁厚以及使用寿命分析,确定了疲劳载荷的频率范围;根据理论公式与有限元模态分析对管线的自振频率进行了估算,其结果与断口分析的结果吻合良好。以上研究结果表明管线断裂是典型的振动疲劳失效导致的。为此,建议在管线中部增加固定点约束,改变管线的自振频率以降低振幅,并改进焊接工艺,提高管线焊接质量。基于以上措施,有效解决了管线的早期断裂失效问题。 展开更多
关键词 金属管 断口分析 疲劳辉纹 振动疲劳 焊缝
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CT80连续油管疲劳特性研究及断口分析 被引量:2
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作者 朱健 李霄 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第10期259-262,共4页
研究了CT80连续油管疲劳特性,并对其疲劳断口进行分析。结果表明:在应力幅值为250MPa时,其疲劳寿命达到了2×10^6;疲劳裂纹在材料表面或靠近表面的位置处萌生,且在疲劳源附近观察不到疲劳辉纹。随着应力幅值的增大,疲劳裂纹源区的... 研究了CT80连续油管疲劳特性,并对其疲劳断口进行分析。结果表明:在应力幅值为250MPa时,其疲劳寿命达到了2×10^6;疲劳裂纹在材料表面或靠近表面的位置处萌生,且在疲劳源附近观察不到疲劳辉纹。随着应力幅值的增大,疲劳裂纹源区的面积减小,甚至会出现多个疲劳源;在较大应力幅值下,断口没有明显的疲劳源区,断裂近似于静载断裂,呈明显的剪切斜断口;疲劳裂纹扩展区附近呈现出放射状条纹,可观察到大量疲劳辉纹,同时还有二次裂纹。应力幅值越高,疲劳辉纹的间距就越大;疲劳瞬断区则由大量韧窝构成,从一些韧窝中可观察到断裂的第二相颗粒。 展开更多
关键词 连续油管 疲劳特性 断口分析 疲劳辉纹 韧窝
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