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大口径不锈钢管材料的可测性能问题的详细情况

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-30  浏览次数:1 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网编辑中心获悉:裂纹成长速率与裂纹尖端应力强度因子的关系,提供了研究裂纹成长机理的解决途径;也就是说,必须对局部

 中华不锈钢网编辑中心获悉:裂纹成长速率与裂纹尖端应力强度因子的关系,提供了研究裂纹成长机理的解决途径;也就是说,必须对局部发生在裂纹尖端的情况进行观察。这种大口径不锈钢管观察是不易进行的,因为有意义的尺寸只有几个微米的数量级,所以这方面的观察做得少也是不奇怪的。有关裂纹成长机理的新的结果仍然在报导,由于第Ⅱ阶段开裂的尺寸比第1阶段的大,因此,对第2阶段延伸机理的了解较多,亦不足为奇。
  
  在一个经过载荷循环的试样的不同部位,取裂纹尖端的横截面进行观察,发现在裂纹尖端第Ⅱ阶段的成长中,出现反复钝化与重新尖锐化。这一过程可见示意图在载荷循环的拉伸过程中,裂纹尖端大的范性应变产生局部滑移并使裂纹钝化。由于大口径不锈钢管反复载荷的作用,裂纹面被压合在一起,裂纹尖端在拉伸条件下产生的新表面部分地折叠起来并形成“耳子”。在完成压缩的一半循环之后,裂纹尖端重新尖锐化,这一过程又开始重复一遍。称为“范性钝化”机理的这一过程,获得了一定的断口表面外形图,用于解释所观察到的塑性条纹花样图案。
  
  对成长过程产生断口表面的详尽研究,得出第Ⅱ阶段裂纹成长机理的间接依据。研究断口表面的配合十分有效。就是观察到的不同外形的实例。各种不同表面的存在,说明与图所示的简单过程有区别是常见现象。但重要的是试验已经证明第Ⅱ阶段裂纹的延伸,大口径不锈钢管是裂纹尖端材料不可逆范性分离(滑移)的结果,需要将应力的拉伸分量用来拉开裂纹表面,使之造成尖端钝化;切变分量则需要用来产生新的表面滑移。
  
  某些硬材料,随着应力集中的增加,由于裂纹尖端解理后出现范性钝化,因此大口径不锈钢管产生脆性条纹。在压缩循环中,钝化又产生了特有的折叠,并在断日表面上标志出条纹的边界。
  
  中华不锈钢网编辑中心获悉:大口径不锈钢管;但是,一个面临的问题是如何正确地选定不锈钢管和该用哪种观测方法来确定疲劳损伤,因为在大多数情况下,只有小于1%的使用中零件,疲劳损伤有可能以裂纹的形式出现。事实上,如果由疲劳引起的破损率变得大于百分之几,通常会立即采取改进措施,通过零件的重新设计或其它办法将疲劳损伤的影响范围减至最小。因此,如果利用使用过的零件,则研究人员必须接受这一事实,即只有非常少量的零件是有用的。人们也还必须记住,很多感兴趣的零件是十分昂贵的,往往在供应如此不足的情况下,除非安装使用于发动机,供作它用是完全不可能的。
  
  关于疲劳现象改变工程部件及工程结构大口径不锈钢管材料的可测性能问题的详细情况,在很大程度上尚未明确。例如,在大口径不锈钢管疲劳裂纹边缘处的范性流变改变着表面的织构,但是,伴有范性流变的表面织构改变与附加有疲劳的表面织构改变并不相同,差异的多少尚没有明确到在部件和结构上可以测出的程度。虽然在小疲劳裂纹尖端处所进行的X射线衍射研究,在衍射图上已得出可观察到的改变,但除非试样是非常的薄,所获得的衍射图与在不附有疲劳损伤的范性流变区所获得的相比,两者的差异也仍然是不明确的。考虑电导性、磁性、‘超声波或声学性能等时,可遇到类似的情况。
  
  很多疲劳研究人员一定已经意识到,能用于疲劳损伤无损测量的器具几乎尚处于原始状态。当疲劳损伤被限制在工程裂纹尺寸范围时,这些器具的灵敏度就显得不高,往往不能得到可再现的结果(在很多情况下,这是由于机械固定的不精确及试验所用设备不精密造成的),且分辨率也不够。并且,为了获得数据,而数据的分析又不能在实际的基础上完成,费时是很多的,这些因素都阻碍了在探测大口径不锈钢管疲劳损伤时对弛豫现象的研究或利用。虽然所提出的仅是有限的评价,但也足以说明困难是很多的。
  
  位错运动的方式为:在滑移面上滑动;以扩散控制的攀移;或在超点阵位错之间产生特殊反应。镍基高温合金在初期蠕变和1400。F (760℃)拉伸屈服中的一些滑移系有着本质的不同,这将明显地使蠕变和循环形变间的交互作用复杂化。这种差别是由于强迫位错以一种无扩散滑动方式通过界面所需要的临界应力所造成的;低于这种应力时,需要通过扩散使位错内核重新分布,以便使位错穿透其界面。然而在蠕变过程中,平面状滑移相当于高的应变速率,这种大口径厚壁钢管形变是十分均匀的;在蠕变初期结束时,位错的密度是很均匀的。在较高温度下,形变使均匀化和波纹化大为增加,尽管在足够高的应变速率下,微观裂纹的应力集中对波纹状滑移过渡到平面状滑移也有所影响,这是由于同一面上产生的位错比可能发生的回复要快一些的缘故。
  
  在蠕变试验中应力循环对形变的影响,可以分为应力范围、频率、循环形状与停留时间的影响。频率本身的影响在很低或很高值时可能是显著的。例如,在镍基高温合金中,假使在一个循环中(其临界水平不详)产生一定数量的显微应变,那么将会得到一个应变速率,低于该速率时,大口径厚壁钢管位错必须通过热激活过程才能把质点切断,而且流变应力将随速率而变化。因此,对于给定的应力范围,在低频下位错的增殖速率较高。当频率超过这一范围时,由于受到滑移的分散所经历的时间而抵销,因而频率的影响可忽略不计。
  
  中华不锈钢网编辑中心获悉:在分析叠加循环应力的影响中,一个主要的问题是确定与静蠕变行为相比较的对应应力,通常是采用稳定状态的蠕变速率与应力的函数关系,并对加载循环进行积分来实现的。这种比较一般可以说明循环对蠕变的影H向是较小的;大口径厚壁钢管在某些情况下则发现较静蠕变速率为高,这可能与开裂有关。在较低的温度。曾发现蠕变的减速,这可以认为是一种预应变效应,即在每个循环中材料的应变硬化,比材料可能的回复要快。另一方面,在蠕变试验中,间断地卸掉全部或部分载荷,大口径厚壁钢管对蠕变行为可能有大的影响。例如,该“休止时间”的影响是在每个循环中重复出现一部分初期蠕变,从而较静载荷同期内的延伸为大。在这一期间内,材料的应变硬化是通过位错攀移或交叉滑移的互相抵销而部分地回复。

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