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含磷钢拉伸断口表面起皮原因分析

含磷钢拉伸断口表面起皮原因分析

多孔碳纤维毡抄造—热压复合成型及其物理性能研究

第十三届中国钢铁年会

作者：孙傲刘志伟张瑞琦郭晓宏王鑫吴成举钟莉莉鞍钢集团钢铁研究院热轧产品研究所

针对含磷钢的拉伸试样在拉伸断裂后其断口表面处出现"起皮"开裂缺陷的问题,利用光学显微镜及扫描电镜进行了研究与分析。实验结果表明,"起皮"缺陷产生的主要原因是由于钢板浅表面层存在脱碳层以及大量的硅铝酸盐、硫化物夹杂以及少量含... 详细信息

针对含磷钢的拉伸试样在拉伸断裂后其断口表面处出现"起皮"开裂缺陷的问题,利用光学显微镜及扫描电镜进行了研究与分析。实验结果表明,"起皮"缺陷产生的主要原因是由于钢板浅表面层存在脱碳层以及大量的硅铝酸盐、硫化物夹杂以及少量含镁保护渣,这些内部缺陷在轧制过程中未被轧合,在拉伸外应力作用下,使得表层与基体分离,从而形成"起皮"开裂缺陷。

关键词：含磷钢拉伸断裂断口起皮非金属夹杂物

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多孔碳纤维毡抄造—热压复合成型及其物理性能研究

作者：张宾华南理工大学

学位级别：硕士

近几年,随着面向可穿戴设备的智能纺织品的发展,导电纺织品引起了广泛的关注,其非织造成型技术拥有生产效率高、成本低等优势,具有良好的应用前景。本文提出一种抄造-热压复合成型智能纺织品非织造技术,首先采用湿法抄造技术将碳纤维（C... 详细信息

近几年,随着面向可穿戴设备的智能纺织品的发展,导电纺织品引起了广泛的关注,其非织造成型技术拥有生产效率高、成本低等优势,具有良好的应用前景。本文提出一种抄造-热压复合成型智能纺织品非织造技术,首先采用湿法抄造技术将碳纤维（CF）、聚乙烯/聚丙烯皮芯双组份复合纤维（ESF）加工成均匀蓬松的多孔结构,然后利用热压成型法加固制备成多孔碳纤维毡复合材料（CEF-NC）,分别研究了热压参数和结构参数对其微观结构、拉伸强度、导电和润湿性能等基础物理属性的影响。微观结构的研究,通过扫描电子显微镜（SEM）观察了CEF-NC中CF与ESF的分布规律,发现CEF-NC内部存在ESF-CF和ESF-ESF两类热熔结点,并对其形成过程进行了分析。力学性能的研究,通过轴向拉伸测试和柔软性测试对碳纤维毡的力学性能进行了综合评价,并通过观察拉伸样条的宏观及微观断口形貌,深入探究了热压温度与纤维添加比例对CEF-NC断裂形式的影响规律,结果表明热压温度不同时碳纤维毡会出现三种不同的断裂形式。导电性能的研究,通过四探针法测量了电导率,研究了热压工艺参数和结构参数对碳纤维毡电导率的影响规律。此外,建立了CEF-NC电导率与碳纤维含量之间性能映射关系的理论模型,获得了CEF-NC导电性能转变的渗滤阈值。润湿性能的研究,针对液滴润湿多孔材料过程提出了一种红外热成像可视化观察方法,设计并搭建了测试实验平台,观测了微小液滴（去离子水）在CEF-NC上的润湿过程,并通过润湿区域大小对材料润湿性能进行了评价,研究了热压工艺参数及结构参数对CEF-NC电导率的影响规律。

关键词：碳纤维毡湿法抄造热压成型多孔材料复合材料拉伸断裂

Ti-55531合金α相长大行为及其对拉伸性能的影响

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Ti-55531合金α相长大行为及其对拉伸性能的影响

作者：赵敏剑西安理工大学

学位级别：硕士

Ti-55531(Ti-5Mo-5Cr-5V-3Al-1Zr)合金具有高的抗拉强度、良好的断裂韧性和淬透性,有很好的应用前景。由于Ti-55531合金热处理强化主要依赖时效析出的条状α相,因此合金强度与条状α相的形貌、尺寸、数量和分布密切相关。但时效过程中... 详细信息

Ti-55531(Ti-5Mo-5Cr-5V-3Al-1Zr)合金具有高的抗拉强度、良好的断裂韧性和淬透性,有很好的应用前景。由于Ti-55531合金热处理强化主要依赖时效析出的条状α相,因此合金强度与条状α相的形貌、尺寸、数量和分布密切相关。但时效过程中α相从亚稳态β基体中析出速率快且尺寸小,因而鲜有文献报道过α相的析出行为。基于此,本文利用电流快速加热方法系统地研究了Ti-55531合金α相的析出长大行为,并讨论了不同形态α相对合金拉伸断裂影响。首先,采用自主设计的电加热夹具对Ti-55531合金进行直接电阻短时加热,通过不同方式的时效处理后快速冷却,观察α相不同生长阶段的形貌和取向;其次,对不同时效制度处理的试样进行室温拉伸实验,研究不同形态α相对合金拉伸断裂的影响。通过以上研究,得出以下结论:高温时效处理时α相从β晶内析出呈现三种形态:三角形、集束状和树枝状。合金经过时效20 min处理,α相会完全布满β晶粒。在断裂过程中,位错会堆积在三角形形态α相的内部或者α/β界面处,应力集中萌生裂纹;集束状α相阻碍位错运动能力十分有限,使得变形及位错都聚集在β晶界,从而形成沿晶扩展的裂纹;树枝状形态α相容易引局部硬化,使其内部形成微裂纹。双级时效处理时,在ω辅助形核下会获得超细化α相,尺寸约为0.1μm,仅为普通α相的1/5。超细化α相呈现两种形态:短棒状和集束状。超细化的α相可以显著提高合金强度,但合金在弹性阶段就发生断裂,此时合金抗拉强度为1620 Mpa。拉伸断裂机制研究表明,短棒状α相会随着β基体共同运动,最终因β基体局部变形超过合金极限而形成微裂纹;集束状α相会引起位错堆积在β晶界,导致β晶界处产生微裂纹。准原位拉伸分析指出,在拉伸过程中单一β相的组织内会出现大量滑移线和亚晶界,断裂时微裂纹主要在滑移线和晶界处形核。析出条状α相可以有效地阻碍位错的运动,使得原本大量聚集在滑移线及晶界附近的位错都钉扎在α相内部,缓解了滑移线及晶界附近的应力集中,提高合金强度的同时也改善了塑性。但是在晶界附近易形成集束α相,引起局部硬化,导致微裂纹在集束α相边界处形核并扩展,它是降低合金塑性最主要的原因。

关键词： Ti-55531合金显微组织裂纹形核拉伸断裂

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煤矿复合顶板巷道冒顶机理及防控研究

煤矿复合顶板巷道冒顶机理及防控研究

作者：曾赤湖南科技大学

学位级别：硕士

在复合顶板破碎围岩条件下,巷道掘进和维护过程中容易出现冒顶事故,研究其冒顶机理并提出相应的防控对策措施具有一定的意义。本文采用理论分析、数值模拟、现场观测等手段,对复合顶板巷道冒顶灾害原因、冒顶灾害过程及冒顶灾害防控措... 详细信息

在复合顶板破碎围岩条件下,巷道掘进和维护过程中容易出现冒顶事故,研究其冒顶机理并提出相应的防控对策措施具有一定的意义。本文采用理论分析、数值模拟、现场观测等手段,对复合顶板巷道冒顶灾害原因、冒顶灾害过程及冒顶灾害防控措施做了较为系统的研究,得出的主要结论如下:(1)应用两类危险源理论分析了复合顶板巷道冒顶灾害的原因,得到了导致冒顶灾害的两类危险源,并阐明两者之间的相互作用关系;采用鱼刺图方法进一步分析得到了复合顶板巷道冒顶原因。(2)在分析复合顶板破坏类型的基础上,应用材料力学和岩石力学有关理论分析了复合顶板整体抗弯刚度和强度较低的原因;推导出了复合顶板岩层间产生离层挠曲的力学条件;给出了复合顶板发生剪切断裂和拉伸断裂破坏的条件。(3)通过UDEC软件模拟复合顶板不同断裂冒落形式的变化过程,结果表明:复合顶板发生断裂冒落之前均在顶板薄煤层(软弱夹层)的影响下产生离层;复合顶板的弯拉断裂冒落是在较大弯拉变形下,最下位岩层在其中部发生开裂,进而出现部分块体垮落,直至这一岩层断裂冒落;复合顶板的剪切断裂则是最下位岩层在靠近两帮处发生剪切断裂,随之最下位岩层出现垮落。(4)复合顶板巷道冒顶灾害防控措施的研究集中在以巷道围岩支护为主的支护技术及对复合顶板巷道围岩进行支护监测、采用顶板围岩监测监控系统、井下人员定位系统进行安全监测监控的安全技术对策;加强矿井各类从业人员的教育培训的安全教育对策;加强安全规章管理制度建设、施行严格的安全管理、采取应急救援管理等安全管理对策。(5)结合广西罗城合煤一矿701运输顺槽掘进作业工程特点,从安全技术对策、安全教育对策、安全管理对策三方面提出了有针对性的措施,通过应用于工程实践,701运输顺槽复合顶板的变形情况得到显著控制,保证了巷道的安全掘进和维护。

关键词：复合顶板冒顶灾害危险源拉伸断裂剪切断裂数值模拟防控措施

基于UDEC的材料拉伸破坏的正则化数值分析

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基于UDEC的材料拉伸破坏的正则化数值分析

PEI拉伸断口典型形貌特征及其随加载速率的变化

北京力学会第26届学术年会

作者：刘兰琪王宏伟 Heinz Konietzky 北京海淀北京大学力学与工程科学系中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院&煤炭资源与安全开采国家重点实验室 Geotechnical Institute TU Bergakademie Freiberg

岩石的应变局部化及应变软化问题长久以来一直为学者们所关注,随着计算机技术的发展,对于此类问题的数值模拟研究也逐渐增多。因此解决在岩石断裂模拟过程中的网格依赖性问题变得尤为重要。本文将以岩石拉伸断裂过程为模拟对象,研究岩... 详细信息

岩石的应变局部化及应变软化问题长久以来一直为学者们所关注,随着计算机技术的发展,对于此类问题的数值模拟研究也逐渐增多。因此解决在岩石断裂模拟过程中的网格依赖性问题变得尤为重要。本文将以岩石拉伸断裂过程为模拟对象,研究岩石在峰后出现应变软化现象时,应力-应变曲线的网格依赖性问题。基于岩石的梯度塑性理论模型,通过缩放岩石应变软化模型的函数参数,扩展岩石的软化本构模型,从而达到改善网格依赖性的目的。结果表明,在岩石的断裂过程中,岩石的特征长度应为一材料常数。以特征长度保持不变为原则,缩放岩石软化模型参数,可有效改善网格依赖性,提高数值模拟的准确率。

关键词：岩石力学拉伸断裂应变局部化应变软化断裂能网格依赖性

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塑料 2013年第5期42卷 9-13页

作者：薛斌秦舒浩郭建兵徐国敏于杰贵州大学材料科学与冶金工程学院贵州贵阳550003 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心贵州贵阳550014

选用特种工程塑料PEI,对其拉伸断裂的断口形貌进行了系统地宏观和微观观察,总结了PEI拉伸断面的典型形貌特征,并研究了各典型形貌随加载速率的变化规律。宏观断口分析表明:加载速率≦1 mm/min时,可将断面划分为平坦区、粗糙区和最后断裂... 详细信息

选用特种工程塑料PEI,对其拉伸断裂的断口形貌进行了系统地宏观和微观观察,总结了PEI拉伸断面的典型形貌特征,并研究了各典型形貌随加载速率的变化规律。宏观断口分析表明:加载速率≦1 mm/min时,可将断面划分为平坦区、粗糙区和最后断裂区;拉伸速率>1 mm/min时,可将断面划分为平坦区、肋区和最后断裂区。微观断口分析和定量测试表明:平坦区可分为3种特征类型,且随加载速率升高,平坦区面积先呈迅速下降趋势,然后趋于平缓;粗糙区的典型形貌为礼花形貌,且随裂纹的扩展,粗糙区的粗糙度呈逐渐减小的趋势;肋状形貌由光滑带和粗糙带交替组成,且随加载速率增大,断面肋条宽度增大。

关键词： PEI 断面形貌拉伸断裂加载速率粗糙度

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海洋气候下TC18钛合金接触腐蚀性能研究

海洋气候下TC18钛合金接触腐蚀性能研究

作者：王晴晴西安工业大学

学位级别：硕士

如今,交通运输已经在全球范围进行,考虑时间、效率、经济问题,飞机将在运输行业中占据重要地位。TC18钛合金是一种新型α+β两相高强度钛合金,具有强度高、塑性好和可焊接等优点,广泛用于制造飞机的发动机或其结构零件。300M钢和30CrMnS... 详细信息

如今,交通运输已经在全球范围进行,考虑时间、效率、经济问题,飞机将在运输行业中占据重要地位。TC18钛合金是一种新型α+β两相高强度钛合金,具有强度高、塑性好和可焊接等优点,广泛用于制造飞机的发动机或其结构零件。300M钢和30CrMnSiNi2A钢是我国航空工业中广泛使用的中碳低合金超高强度钢,具有优良的塑性、韧性和抗疲劳、断裂性能,主要用于制造飞机起落架等受力结构件。7050铝合金和7475铝合金都属于Al-Zn-Mg-Cu系合金,现被广泛应用于飞机的许多重要部件上。17-7PH不锈钢（0Cr17Ni7Al）属沉淀硬化高强不锈钢,耐蚀性强,可提高飞机的使用寿命,缩短维修期。TC18钛合金电位较正,在腐蚀环境下与其他材料（如结构钢及铝合金）接触时会引起其他材料的加速腐蚀,而腐蚀将会严重威胁到整机服役的安全性。因此,研究海洋大气环境中TC18钛合金与其他金属的接触腐蚀及其防护尤为重要,这将为其应用提供理论依据。本文研究了在海南和青岛不同的海洋大气环境下5种材料经不同表面处理后与TC18钛合金暴晒1年后的接触腐蚀情况,将300M钢、30CrMnSiNi2A钢、7050铝合金、7475铝合金和17-7PH不锈钢的暴晒试样和未暴晒试样（对比试样）分别进行拉伸、疲劳性能测试,用统计分析方法对试验数据进行显著性检验,并从微观组织、腐蚀程度、表面腐蚀形貌和断口形貌上分析所测量的试验结果。另外,分析漆层和胶结在海洋大气腐蚀环境中对材料接触腐蚀的防护作用与效果,以及材料的断裂机理。研究结果如下：海洋性大气环境暴晒1年对300M钢、30CrMnSiNi2A钢、7475铝合金、17-7PH不锈钢的抗拉强度无显著性影响,但经T检验分析,对7050铝合金的抗拉强度有显著性影响。300M钢、30CrMnSiNi2A（?）冈和17-7PH不锈钢的拉伸断口都属于空洞聚集断裂机理。7050铝合金和7475铝合金的拉伸断口都属于微孔聚集和延性断裂混合断裂机理。 300M钢试样无论装配与否在海南海洋大气环境下的腐蚀比在青岛的腐蚀略微严重,从而导致海南试样的疲劳寿命有显著性降低,而青岛试样的疲劳寿命没有显著变化。暴晒1年后30CrMnSiNi2A钢试样几乎未被腐蚀,其疲劳寿命也没有降低,说明磷化层和漆层能有效防止30CrMnSiNiA （?）冈的大气腐蚀和接触腐蚀。7050铝合金和7475铝合金的试样经海洋大气暴晒后不涂漆试样表面点蚀较均匀,但其与TC18钛合金连接处的腐蚀较为集中且生成灰白色粉末状腐蚀产物,涂漆试样表面没有明显的腐蚀痕迹,无论涂漆与否、装配与否,海洋大气腐蚀对2种铝合金的疲劳寿命都有显著影响。但涂漆试样的疲劳寿命降低的较少,说明涂漆可在一定程度上防止大气腐蚀和电偶腐蚀。17-7PH不锈钢无论涂漆、胶结装配与否,其在青岛和海南海洋性大气环境下暴晒并没有对疲劳寿命造成影响,表明17-7PH不锈钢耐海洋大气腐蚀性能很好。与TC18钛合金偶接金属的疲劳裂纹均起源于试样表面腐蚀区。C1、S和0元素对材料的腐蚀占主要地位。海洋大气腐蚀对所有材料的扩展区和瞬断区没有影响。300M钢疲劳扩展区呈人字形花样,有大量明显的断断续续的疲劳辉纹,而且二次裂纹较多,另外,扩展区还存在小刻面,有准解理断裂特征。30CrMnSiNi2A钢疲劳扩展区存在二次裂纹,瞬断区呈韧窝特征,这是由空洞聚集引起的。7050、7475铝合金的扩展区疲劳辉纹明显而且有规则;瞬断区可以观察到韧窝和准解理台阶,属于准解理和空洞聚集混合断裂机理。17-7PH不锈钢的疲劳裂纹扩展区存在小刻面,表现准解理断裂特征;裂纹扩展近区有大量细小不规则的疲劳条纹,而扩展远区的疲劳条纹却变得长、明显而有规则;瞬断区为大而深的韧窝特征,它是由第二相引起的微孔聚集形成的。

关键词：接触腐蚀腐蚀防护海洋大气腐蚀拉伸断裂疲劳寿命细节疲劳额定值

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裂纹宽度及位置对钢板影响的有限元分析

中国水运（下半月） 2019年第12期19卷 90-91,94页

作者：刘建杨邦成吴丰雷昆明理工大学建筑工程学院力学系云南昆明650500

基于XFEM裂纹模型的扩展有限元方法,对钢桥面板的拉伸破坏进行了数值模拟研究。通过建立三维结构有限元模型,对宽度不同的单边裂纹在钢板厚度方向上占比分别为a/B=0.25,0.5,0.75,1和深埋居中裂纹a/B=0.25,0.5以及深埋偏心的多种工况下... 详细信息

基于XFEM裂纹模型的扩展有限元方法,对钢桥面板的拉伸破坏进行了数值模拟研究。通过建立三维结构有限元模型,对宽度不同的单边裂纹在钢板厚度方向上占比分别为a/B=0.25,0.5,0.75,1和深埋居中裂纹a/B=0.25,0.5以及深埋偏心的多种工况下钢板的拉伸破坏进行了模拟研究。结果表明,不同宽度的单边裂纹和深埋居中裂纹对钢板应力分布影响较小,应力最值呈现规律性变化,裂纹嘴位移随着裂缝宽度的增加而增加;深埋偏心裂纹的应力分布与其他工况相比差异明显不同,在扩展过程中,裂纹扩展宏观区域出现明显褶皱,在实际工程应用中可用作判断裂纹的位置形态。

关键词：扩展有限元单边裂纹深埋裂纹拉伸断裂

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由刨花金属短纤维制备技术用金属纱线

国际纺织导报 2019年第11期47卷 4-6页

作者： E.Schmidt A.Abdkader C.Cherif 宋清泉(译) 于俊荣(校) 德累斯顿工业大学纺织机械和高性能材料技术研究所(ITM)(德国) 不详

目前,德国纺织机械和高性能材料技术研究所(ITM)正对刨花金属短纤维纺制纱线的工艺过程进行广泛的调查研究。为顺利纺纱,必须考虑这类纤维的高耐磨性、高脆性和高刚性等特性,以及它们较高的塑性变形和粘滑运动倾向。基于传统成纱工艺,... 详细信息

目前,德国纺织机械和高性能材料技术研究所(ITM)正对刨花金属短纤维纺制纱线的工艺过程进行广泛的调查研究。为顺利纺纱,必须考虑这类纤维的高耐磨性、高脆性和高刚性等特性,以及它们较高的塑性变形和粘滑运动倾向。基于传统成纱工艺,开发出以刨花金属短纤维为原料,经拉伸断裂、牵伸和纺纱过程制备纯金属纱线的纺纱工艺链。基于目前的研究,由刨花金属短纤维制备纯金属纱线的可行性已得以证实。所得金属纤维在高性能、低成本技术应用方面具有较高的潜力。

关键词：刨花金属短纤维金属纱线拉伸断裂技术应用