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铝合金板材疲劳损伤有限元分析

铝合金板材疲劳损伤有限元分析摘要：本文研究了不锈钢材料在冲击载荷下的疲劳寿命，结合有限元软件模拟了试样在冲击载荷下多轴疲劳行为，获取了试样的冲击损伤及演化规律，并对试样的断口进行了宏微观观测。结果表明冲击载荷下试样的疲劳寿命明显减少。关键词：不锈钢；结构钢；微观机理；多轴冲击疲劳；冲击损伤0 引言安全可靠性是凳子的基本要求,为了保障凳子的安全性,凳子用的材料必须具有良好的力学性能。其中，为了防止发生脆性断裂和裂纹的快速扩展,凳子应选用韧性较好的钢材。目前，国内对冲击韧性的预测一般都是通过物理试验的方法
高温老化后的蠕变-疲劳试验

为研究316L不锈钢和P92钢高温老化后的蠕变-疲劳试验行为，先对材料进行不同老化工况的老化处理，随后进行蠕变-疲劳试验获取试样的蠕变-疲劳寿命、应力应变迟滞迴线、应力松弛曲线等数据，并与未老化的相应材料在同种蠕变疲劳工况下的试验数据相对照，研究老化处理对于材料蠕变-疲劳交互作用行为的影响。316L和321不锈蠕变疲劳试验的温度与老化温度相对应，即600℃、650℃和700℃，应变幅包括±0.3%、±0.4%及±0.5%，拉伸保载时间为10min和0.5h。P92钢蠕变疲劳试验的温度与老化温度相对应，即600℃、630℃和650℃，应变幅包括±0.3%、±0.
高温材料老化后-微观检测

对于母材部分，对未老化的母材和经不同老化工况处理后的母材分别取切片进行研磨、抛光和腐蚀，进行硬度、化学成分和微观组织检测，并分析二者的差异。另外，对于老化后的母材还应进行铁素体含量检测，检测过程参考GB/T 1954-2008《铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法》和GB/T 38223-2019《奥氏体不锈钢铸件中铁素体含量测定方法》，可采用的方法包括金相法、磁性法等。对于试验试样，在各项试验结束之后，试样马上油冷，保持失效时微观结构，清洁断裂面上的氧化层，在试样断口与断口一侧5mm处切取2mm厚度试样。对切片研磨、抛光并用标
高温材料老化后的夏比冲击试验

对316L材料进行老化前后的夏比冲击试验，冲击试样采用V型缺口夏比冲击试样。依据ASME BPVC.III.1.NG、ASTM E23和ASTM SA370分别测定老化前后材料在不同温度下的Charpy-V冲击功，并确定无延性转变温度（NDT）。图1所示为夏比冲击取样区域（B或C或D区）的周向（C向）取样方案示意图，图中蓝色矩形（边长为12mm的正方形）代表夏比冲击试样毛坯的取样位置，可制备12mm×12mm×58mm的长方体毛坯50根。则B、C和D区总共可制备夏比冲击试样毛坯150根。图1 夏比冲击试样区域母材取样规划示意图316L规格为Φ219×13mm的母材的空间坐标系设置如图2所示
典型高温材料拉伸试验

为了获得316L、321和P92钢的拉伸应力-应变曲线，屈服强度，抗拉强度和弹性模量等力学参数，开展常温和高温（三个温度点600℃、650℃与700℃）条件下标准圆棒试样拉伸试验。根据GB/T 228.2-2015《金属材料拉伸试验第二部分：高温试验方法》，测试其拉伸性能，获得三种钢在高温下的屈服强度（R0.2）、抗拉强度（Rm）、延伸率（A）和断面收缩率（Z），拉伸速率为0.4min-1。对于老化后的上述材料的拉伸试验，其试验温度与老化温度相对应。图1所示为拉伸试样和夏比冲击试样的混合取样区（E区），图中蓝色矩形（边长为12mm×12mm的矩形）同4.4
关于典型高温材料高温力学性能研究

在石油化工、电力能源、航空航天等行业中服役的设备大多需要在高温环境和恒定或变化的载荷条件下进行长时间的服役，这对设备提出了很高的条件要求，同时使设备面临更容易损伤失效的危险。核反应堆设计寿命高达60年，反应容器及管道系统的工作温度一般为450°C-600°C[1]，对于未来第四代核电站，温度可能达到550°C-750°C[2]，ASME BPVC III.5规范对高温材料的服役设计温度最高达到816°C，当结构件在使用期间长时间暴露在高温下（即高温老化），这种暴露会改变金属的微观结构，并使其材料性能发生变化。为了深入研究高温老化冶金损伤对材