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某连续退火炉辐射管开裂原因

机械工程材料 2021年第1期45卷 113-118页

作者：李元军王鲁黄继波张英王卫泽(导师) 华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

某连续退火炉辐射管在服役过程中开裂,通过断口宏观与微观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试与受力分析等方法分析了辐射管开裂的原因。结果表明:高温蠕变和高温氧化腐蚀的共同作用导致连续退火炉辐射管的失效。在低应力和高温作用... 详细信息

某连续退火炉辐射管在服役过程中开裂,通过断口宏观与微观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试与受力分析等方法分析了辐射管开裂的原因。结果表明:高温蠕变和高温氧化腐蚀的共同作用导致连续退火炉辐射管的失效。在低应力和高温作用下,因晶界滑动形成的孔洞长大并连接而形成裂纹,同时氧化膜破裂形成的孔隙加速了裂纹的合并及生长,在蠕变应力作用下裂纹加速扩展并最终导致辐射管失效;在高温环境中长期服役后,辐射管内壁因氧化腐蚀而减薄严重,辐射管的强度明显低于标准值,承载能力降低,从而在高温集中区的应力集中处萌生裂纹,并导致辐射管的开裂。

关键词：辐射管开裂失效高温氧化蠕变应力

热处理和加载应力对Al-Zn-Mg合金蠕变时效强塑性的影响

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热处理和加载应力对Al-Zn-Mg合金蠕变时效强塑性的影响

作者：高川中南大学

学位级别：硕士

利用蠕变时效成形技术可以精准成形高强Al-Zn-Mg系铝合金大型构件,是亟待研究和发展的一种空天运载装备轻质壁板构件的先进制造技术。蠕变时效成形在热处理+蠕变应力的耦合作用下进行,这两者对蠕变行为、微观组织和力学性能的演变有显... 详细信息

利用蠕变时效成形技术可以精准成形高强Al-Zn-Mg系铝合金大型构件,是亟待研究和发展的一种空天运载装备轻质壁板构件的先进制造技术。蠕变时效成形在热处理+蠕变应力的耦合作用下进行,这两者对蠕变行为、微观组织和力学性能的演变有显著影响。但目前直接准原位观察Al-Zn-Mg合金蠕变时效微观组织演变过程和量化分析蠕变时效过程强度演变的研究较少。为此,本文采用蠕变时效试验、微观组织观察、力学性能测试等试验方法,研究了初始热处理状态和加载应力对Al-Zn-Mg合金蠕变时效过程中微观组织和力学性能的影响,主要的研究内容和结果如下:不同初始热处理状态对Al-Zn-Mg合金的蠕变行为和微观组织演变有直接影响。初始为T4态的样品蠕变应变量达到0.49%,表现出最佳的蠕变成形性,其次为T6态达到0.18%,固溶态最低为0.08%;微观组织准原位EBSD表征发现,蠕变会提高晶内的平均取向差,且不同取向增大的比例不同。但不同的初始状态下始终是(001)取向的晶粒表现出最高的增大比例;蠕变后固溶态样品的小角度晶界比例增加了15.5%,T4态增加了8.8%,而T6态减少了0.6%;短时间蠕变时效可以促进位错运动,蠕变时效过程中位错密度的变化规律表现为:随着材料初始状态中析出程度的增加,位错密度增加比例从固溶态的41.0%,到T4态的34.1%,T6态最低为11.2%。蠕变应力的大小对Al-Zn-Mg合金蠕变时效的形性演变有显著影响,蠕变应力越大,蠕变应变、蠕变速率越高。合金的力学性能对蠕变应力比较敏感,在260 MPa下蠕变时效的试样始终表现出最佳屈服强度;TEM结果表明,晶内主要为η′相,并且随着蠕变时效时间的延长,晶内析出相的尺寸不断增大,体积分数先增加后降低。EBSD结果表明,几何必须位错(GND)的分布随着蠕变时效时间的延长先减少再增多;通过屈服强度贡献模型计算发现,固溶强化和晶界强化贡献基本保持在82 MPa和17 MPa左右,位错强化和析出强化的耦合作用是强度提高的主要原因;蠕变时效处理有效抑制了晶界无析出带(PFZ)的宽化、晶界析出相(GBPs)的粗化,平均Schimid因子高的晶粒数量比人工时效样品更多,使材料保持高强度的同时伸长率提升了15%。图34幅,表2个,参考文献105篇

关键词： Al-Zn-Mg合金蠕变时效初始热处理状态蠕变应力微结构强化机理塑性

超高强度套管TP165V开发及蠕变应力分析

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钢管 2023年第2期52卷 9-15页

作者：张旭李苏王恩越朱钜鹏安盛岳天津钢管制造有限公司天津300301 中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司物资管理部新疆克拉玛依834000

针对蠕变地层用套管套损问题,设计开发一种新型超高强度套管,套管钢级达到165 ksi,横向冲击值不低于55 J,纵向冲击值不低于70 J,套管抗挤毁强度超过182 MPa。采用有限元方法分析套管受到的蠕变应力和弹性应力。试验表明套管极限抗挤毁... 详细信息

针对蠕变地层用套管套损问题,设计开发一种新型超高强度套管,套管钢级达到165 ksi,横向冲击值不低于55 J,纵向冲击值不低于70 J,套管抗挤毁强度超过182 MPa。采用有限元方法分析套管受到的蠕变应力和弹性应力。试验表明套管极限抗挤毁强度超过200 MPa;以中原油田产层最大地应力约50 MPa为例,套管实际抗挤毁强度达到最大地层压力4倍。研究发现套管弹性应力和蠕变应力随着两向地应力差异增加而增加,且蠕变应力增加幅度高于弹性应力;当盐膏层被溶解产生孔洞后,胶结面处应力先增加后减小,最后趋于稳定。

关键词：套管超高强度 TP165V 蠕变应力弹性应力挤毁

耐热Al-Cu-Mg-Ag合金的高温蠕变行为

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轻合金加工技术 2022年第2期50卷 24-30页

作者：欧林南刘志义柏松何光宇罗磊曹靖刘飞郭帅中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

通过蠕变试验、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析,对比研究了170℃下,蠕变应力(200 MPa、225 MPa、250MPa、275MPa、300MPa)对峰时效态Al-Cu-Mg-Ag合金蠕变行为的影响。结果表明:合金的稳态蠕变速率8对应力状态非常敏感,它们之间的... 详细信息

通过蠕变试验、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析,对比研究了170℃下,蠕变应力(200 MPa、225 MPa、250MPa、275MPa、300MPa)对峰时效态Al-Cu-Mg-Ag合金蠕变行为的影响。结果表明:合金的稳态蠕变速率8对应力状态非常敏感,它们之间的关系符合幂指数关系:ε=e^(-64.81)σ^(8.99)。合金在不同应力下的蠕变断口特征类似,均为韧窝穿晶型断裂。TEM组织表现出明显的晶内位错滑移。合金的真应力指数为3,蠕变门槛应力值为160 MPa,在170C下的蠕变机制为位错滑移机制。

关键词： Al-Cu-Mg-Ag合金蠕变应力蠕变本构方程蠕变断裂行为蠕变机制

剪切应力作用下的Cu/Sn-0.7Cu/Cu焊点蠕变性能研究

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特种铸造及有色合金 2016年第1期36卷 107-110页

作者：贾银培卫国强华南理工大学机械与汽车工程学院

研究了Cu/Sn-0.7Cu/Cu焊点在蠕变温度为100℃,剪切应力分别为3.62、2.53和1.78 MPa时的蠕变行为。结果表明,3种应力状态下,焊点都呈现出初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3个典型阶段,并且随着蠕变应力的降低,蠕变寿命延长、稳态阶段的应变... 详细信息

研究了Cu/Sn-0.7Cu/Cu焊点在蠕变温度为100℃,剪切应力分别为3.62、2.53和1.78 MPa时的蠕变行为。结果表明,3种应力状态下,焊点都呈现出初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3个典型阶段,并且随着蠕变应力的降低,蠕变寿命延长、稳态阶段的应变速率降低;当蠕变应力较大时,蠕变断裂受位错的滑移、攀移机制控制,而当蠕变应力较小时,蠕变断裂受晶界滑移机制控制;断裂位置位于焊点内部中心。在试验条件下,界面IMC对焊点的蠕变性能没有显著的影响。

关键词： Sn-0.7Cu焊点蠕变寿命蠕变应力断口形貌界面IMC

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温度对2024铝合金蠕变行为的影响

中国有色金属学报 2010年第4期20卷 632-639页

作者：陈宇强易丹青潘素平黄霞王斌周明哲中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中国铝业股份有限公司郑州研究所郑州450041

研究不同温度下2024铝合金的蠕变行为,采用金相显微镜、扫描电镜以及透射电子显微镜观察蠕变后合金的微观组织变化。结果表明:在125～200℃蠕变温度下,当蠕变寿命接近100h时,2024铝合金的蠕变应力随着温度的升高明显下降;与125℃相比,15... 详细信息

研究不同温度下2024铝合金的蠕变行为,采用金相显微镜、扫描电镜以及透射电子显微镜观察蠕变后合金的微观组织变化。结果表明:在125～200℃蠕变温度下,当蠕变寿命接近100h时,2024铝合金的蠕变应力随着温度的升高明显下降;与125℃相比,150℃时合金的蠕变应力下降9.3%,在175℃时合金的蠕变应力下降30.3%;当蠕变温度为200℃时,该合金的蠕变应力下降幅度达到45.8%;在125～175℃下,合金在蠕变过程中的变形机制主要为位错在晶内的滑移;在200℃时,合金晶界开始发生滑移,合金变形由晶界滑移与位错在晶内的滑移协调完成;在合金蠕变断面上存在大量微孔,随着蠕变温度的升高,微孔的尺寸明显变大,当微孔尺寸超过3μm时,微孔对合金的断裂机制有显著影响;在125和150℃下,合金的蠕变断口呈现韧窝型穿晶断裂特征;在175和200℃下,合金的蠕变断口呈现沿晶断裂特征。

关键词： 2024铝合金蠕变温度蠕变行为蠕变应力变形机制

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聚苯乙烯蠕变失效的研究

塑料科技 2016年第5期44卷 32-36页

作者：樊鹏鹏王爱国王龙杨其刘颖四川大学高分子科学与工程学院四川大学高分子材料工程国家重点实验室四川成都610065 青岛国恩科技股份有限公司山东青岛266109

利用蠕变性能测试及DSC、SEM等手段考察了不同条件(温度、应力、紫外光)下聚苯乙烯(PS)的蠕变行为及其失效机理。结果表明:蠕变温度越高,PS的蠕变失效速度越快,遵循时温等效的原理。但在不同的温度区间,PS蠕变的机理并不同;随着蠕变应... 详细信息

利用蠕变性能测试及DSC、SEM等手段考察了不同条件(温度、应力、紫外光)下聚苯乙烯(PS)的蠕变行为及其失效机理。结果表明:蠕变温度越高,PS的蠕变失效速度越快,遵循时温等效的原理。但在不同的温度区间,PS蠕变的机理并不同;随着蠕变应力的增加,PS的蠕变失效加快,抗蠕变性能下降;紫外光使PS蠕变的速率明显加快,蠕变失效时间明显缩短。

关键词：聚苯乙烯蠕变温度蠕变应力紫外光蠕变行为蠕变失效

Mg-5Al-xSn-5Ca合金组织与蠕变性能的研究

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Mg-5Al-xSn-5Ca合金组织与蠕变性能的研究

作者：张惠涵沈阳工业大学

学位级别：硕士

由于镁合金具有密度小,阻尼性和比强度高等优点,同时还具备良好的铸造和加工性能,以及电磁屏蔽性能,因此研究镁合金在航空以及汽车工业上具有广泛的应用前景。本文在研究Mg-5Al-xSn-5Ca(wt.%)合金组织形貌和Mg-5Al-2Sn-5Ca合金组织稳定... 详细信息

由于镁合金具有密度小,阻尼性和比强度高等优点,同时还具备良好的铸造和加工性能,以及电磁屏蔽性能,因此研究镁合金在航空以及汽车工业上具有广泛的应用前景。本文在研究Mg-5Al-xSn-5Ca(wt.%)合金组织形貌和Mg-5Al-2Sn-5Ca合金组织稳定性的基础上,重点研究了Mg-5Al-1.5Sn-5Ca合金的组织与性能,包括等温处理条件下组织的演变规律、高温拉伸性能和蠕变性能,得到以下主要结论:(1)Mg-5Al-x Sn-5Ca合金硬骨架相主要由Mg2(Al,Ca)、Al2Ca和CaMgSn等组成,其中在Sn含量为1%时可以观察到粗大的CaMgSn相。铸态合金硬度随Sn含量的增加而增加。(2)在等温条件下,Mg-5Al-2Sn-5Ca和Mg-5Al-1.5Sn-5Ca两种合金的组织演变规律类似,基体中分布的硬骨架相均具有很高的热稳定性,在温度低于350℃时,骨架相没有发生明显改变。在等温处理条件为450℃/48h时,在合金基体中硬骨架相变为链状结构。在样品经过600℃/24h等温处理后也没有发生明显的形状改变。(3)铸态Mg-5Al-1.5Sn-5Ca合金在拉伸条件下,在室温时的断裂强度为145.2MPa,延伸率为5.2%;在175℃时断裂强度为117.3MPa,延伸率为5.8%;在200℃时断裂强度为93.7MPa,延伸率为5.9%。(4)铸态Mg-5Al-1.5Sn-5Ca合金在200℃条件下,蠕变应力分别为50 MPa、60 MPa和75 MPa时,其蠕变寿命分别为191h、97h、9h,稳态蠕变速率为3.5×10-8s-1、3.9×10-7s-1、和2×10-6s-1;铸态Mg-5Al-1.5Sn-5Ca合金在175℃条件下,蠕变应力分别为75MPa、85MPa、90MPa时,蠕变寿命分别为109h、81h和62h,稳态蠕变速率分别为1.20×10-7s-1、1.55×10-7s-1、1.21×10-6s-1。(5)Mg-5Al-1.5Sn-5Ca合金经过450℃/48h固溶+时效200℃/72h之后,在200℃条件下,蠕变应力分别为50MPa、60MPa和75MPa时,蠕变寿命分别为270h、110h和45h;稳态蠕变速率分别为1.67×10-8s-1、1.11×10-7s-1和2×10-7s-1。(6)Mg-5Al-1.5Sn-5Ca合金的蠕变机制为骨架相控制的晶界滑移。

关键词：镁合金组织蠕变应力蠕变量稳态蠕变速率

Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温压缩蠕变行为研究

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合成材料老化与应用 2019年第2期48卷 95-99页

作者：张莎王武孝申情杜胜陕西能源职业技术学院机电与信息工程学院陕西咸阳712000 西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048

研究了Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温蠕变行为。结果表明:随着蠕变温度由483K升高到513K,外加应力从60MPa增大到90MPa,复合材料的稳态蠕变速率增加,压缩蠕变性能变差;复合材料的蠕变行为主要受到位错攀移控制;复合材料中由... 详细信息

研究了Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温蠕变行为。结果表明:随着蠕变温度由483K升高到513K,外加应力从60MPa增大到90MPa,复合材料的稳态蠕变速率增加,压缩蠕变性能变差;复合材料的蠕变行为主要受到位错攀移控制;复合材料中由于Al_2O_3短纤维增强相的添加,提高了材料的蠕变表观激活能Q_c和蠕变表观应力指数n;复合材料在载荷恒定时,随着蠕变温度由483K提高到513K,复合材料材料的蠕变门槛应力由57.2MPa降低为32.3MPa。

关键词： Al2O3f/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd 蠕变速率蠕变行为蠕变激活能蠕变应力