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《太原理工大学》 2010年
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AZ31B镁合金及其焊接接头平面应变断裂韧度的试验研究

谢蕊  
【摘要】: 由于镁合金质轻高强,易于循环利用等一系列优点,对它的研究和应用越来越受到世界材料学界及工业界的关注,被誉为21世纪最具有发展潜力和前途的绿色工程材料。镁合金已经成为继钢铁和铝合金之后的第三大工程材料。然而若作为结构构件广泛应用,镁合金必然面临连接问题。焊接将是一种优选的连接方法。平面应变断裂韧度KIC为表征材料抵抗裂纹失稳扩展能力的材料常数,是现代工程设计中衡量材料性能必不可少的基本参数之一。正因为焊接接头的断裂韧度是影响焊接结构件安全性的重要因素,本文对镁合金及其焊接接头的KIC进行了试验研究。 本文采用三点弯曲(SEB)方法试验对AZ31B镁合金及其焊接接头的平面应变断裂韧度进行了试验研究。论文着重测试了AZ31B镁合金母材、AZ31B镁合金钨极惰性气体保护(TIG)焊焊缝中心区、焊接热影响区及纵向接头(裂纹横穿焊缝)试件的载荷-裂纹张口位移(P-V)曲线,在此基础上分别计算得出它们的平面应变断裂韧度KIC值。研究了它们的微观和宏观断口形貌,并进行了分析对比,本试验还特别考虑了挤压方向因素对平面应变断裂韧度值的影响。 对缺口方向与挤压方向平行、斜45°和垂直的AZ31B镁合金母材SEB试件进行了三点弯曲试验,得到载荷-裂纹张口位移(P-V)曲线并计算得到它们的KIC值。其中缺口方向平行于挤压方向试件的断裂韧度范围为8.94MPa m ~10.13MPa m ,缺口方向45°倾斜于挤压方向试件的断裂韧度范围为9.06MPa m ~10.15MPa m ,缺口方向垂直于挤压方向试件的断裂韧度范围为8.91MPa m ~11.71MPa m。 分别对AZ31B镁合金焊缝中心区及焊接热影响区SEB试件进行三点弯曲试验,测得它们的P-V曲线后计算得到其平面应变断裂韧度KIC范围分别为15.75MPa m ~18.47MPa m和12.89MPa m ~14.67MPa m。 对AZ31B镁合金纵向焊缝(裂纹横穿焊缝)SEB试件进行三点弯曲试验,测得它们的P-V曲线后计算得到其平面应变断裂韧度KIC范围为15.74 对各试件组的KIC值进行对比分析,大体所表现的抵抗裂纹扩展能力优劣顺序如下:AZ31B镁合金焊缝中心区试件,纵向焊缝,焊接热影响区,缺口垂直挤压方向母材试件,缺口倾斜挤压方向45°母材试件,缺口平行挤压方向母材试件。 利用扫描电子显微镜(SEM)对各组试件断口自裂纹起始处到结束进行观察,结果发现大部分断口整体表现出逐渐增强的解理断口形貌特征。个别断口出现有少量的疲劳条纹,这是由于预置疲劳裂纹时复杂的内应力和外应力的共同作用在而焊缝中心产生的。AZ31B镁合金及其焊接接头计算得到的平面应变断裂韧度KIC值均较小,与观察得到的解理断口形貌基本吻合。 通过对各组试件断口的宏观照片进行观察分析,结果发现除缺口平行挤压方向母材试件的断口较为平齐,几乎没有变形外,其余各试验项宏观断口均有明显变形,尤其在试件厚度方向两侧位置有高约3mm的山形撕裂棱。并且塑性变形大小与其平面应变断裂韧度KIC值大小存在正相关关系。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG407

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨丽,张宝友,崔约贤,王辉亭;加载速率对30A钢断裂韧性的影响[J];兵器材料科学与工程;2003年05期
2 王慧敏,严红革;平面应变断裂韧性K_(IC)的研究[J];材料导报;2002年11期
3 徐卫平;MB8镁合金薄板的搅拌摩擦焊[J];材料工程;2002年08期
4 张红霞;王文先;苏娟;李晋永;慕伟;;AZ31镁合金及其TIG焊接接头断裂机理研究[J];稀有金属材料与工程;2009年S3期
5 包晔峰;张国伟;蒋永锋;;AZ31镁合金管TIG焊焊接工艺及性能研究[J];电焊机;2009年07期
6 汪德根,申辉旺;高强度钢表面裂纹(K_IE)的测定[J];钢铁;1995年09期
7 刘文珽;K_(IC)试验数据的统计处理[J];固体力学学报;1981年01期
8 翟春泉,曾小勤,丁文江,王渠东,吕宜振,徐小平;镁合金的开发与应用[J];机械工程材料;2001年01期
9 孙四全;王立君;;镁合金焊接接头力学性能的研究现状[J];机械工程材料;2005年10期
10 马秋荣;石油套管的动态断裂韧性[J];机械工程材料;1999年03期
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1 苗张木;厚钢板焊接接头韧度CTOD评定研究[D];武汉理工大学;2005年
【共引文献】
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1 齐芳娟,霍立兴,张玉凤,荆洪阳,杨新岐,于计俊,赵海深;用裂纹张开位移评价HDPE燃气管材的断裂特性[J];工程塑料应用;2001年04期
2 冯权和;查五生;彭必友;;面向跌落仿真破坏的注射成型工艺优化[J];工程塑料应用;2010年05期
3 王海波;毛富杰;萧艳彤;;一台水管锅炉水管产生环向裂纹的原因简析[J];安防科技;2006年03期
4 吕涛,陈岳军,杨晓华;工业设备服役过程中的损伤[J];安装;1997年04期
5 杨振平;;浅析超高强度钢的焊接[J];安装;2006年11期
6 李洪升,岳前进,郑靖明,朱元林;海冰韧脆转变特性的宏微观分析[J];冰川冻土;2000年01期
7 李洪升,杜小振;冰体材料损伤与断裂破坏的本构理论[J];冰川冻土;2003年S2期
8 杨道明;第七讲 断裂力学的基本概念[J];兵器材料与力学;1984年03期
9 李风,刘江龙,丁培道;铝和稀土合金化25Cr2Ni4WA钢的高温特性[J];兵器材料科学与工程;2001年01期
10 刘义祥,吴敬梓;阴极充氢后堆焊熔合区裂纹萌生机理[J];兵器材料科学与工程;2001年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林立志;李法新;;考虑弹塑性变形约束的裂纹尖端塑性区分析[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 周方明;殷小青;;MnE21镁合金CMT焊接工艺及焊接接头组织性能分析[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 陈益平;邵景辉;程东海;胡德安;;工艺参数对镁合金点焊接头力学性能的影响[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
4 苗张木;苗婷;邱福祥;冷树伟;牛利娜;;特厚海洋结构钢S355G10+N焊接接头CTOD试验评定[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
5 丁富连;方健;;宝钢宽厚板断裂韧度试验若干问题的研究对策[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年
6 李向伟;范国海;兆文忠;;基于AAR标准铁路货车疲劳寿命预测系统开发与应用[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
7 仵海东;范培耕;曹鹏军;刘筱薇;;镁合金铬磷化工艺的试验研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
8 余启明;何晓鸣;刘泽宇;夏磊;姜曼;李尚松;;Q370qE高强度钢板试件的疲劳裂纹预制试验研究[A];第十三届中国科协年会第19分会场-公路在综合交通运输体系中的地位和作用研讨会论文集[C];2011年
9 L.M.洛巴诺夫;单际国;;巴顿焊接研究所在结构焊接及强度领域的最新研究方向[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
10 李午申;;计算机在定量焊接冶金中的应用[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨勇;压力敏感性材料裂纹尖端场的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 刘晓兰;镁合金化学转化膜成膜机理及其载波改性的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 汪忠明;基于非局部增强梯度模型的混凝土断裂损伤研究[D];合肥工业大学;2010年
5 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
6 闫妍;充流多壁碳纳米管的动力学特性研究[D];昆明理工大学;2008年
7 张红霞;AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究[D];太原理工大学;2010年
8 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
9 王长义;高应变速率下镁合金的动态力学行为及变形机制[D];沈阳工业大学;2011年
10 张俊清;高速列车空心车轴表面裂纹应力强度因子研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 郭昭亮;含有预置缺陷的膨胀环动态断裂行为研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 涂序荣;脉冲磁场控制制备阻燃镁合金的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 孟祥瑞;镁锂合金合金化及其固态复合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘磊;基于非线性应力峰值自平衡的焊接结构热点应力法[D];大连理工大学;2010年
6 胡敏;30Cr1Mo1V转子钢疲劳裂纹扩展数值模拟分析[D];长沙理工大学;2010年
7 任立臣;无渣铁粉型耐磨堆焊焊条及其堆焊工艺研究[D];湘潭大学;2009年
8 李旺兴;煤体爆破作用数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
9 谢智;镁合金拼焊板冲压成形控制及应用研究[D];沈阳理工大学;2010年
10 冯娟;ZK60镁合金波纹件SPF/DB成形数值模拟与实验研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张志云;兵器金属材料在大应变高应变率下的动力学行为研究[J];兵器材料科学与工程;1990年01期
2 杨丽,张宝友,崔约贤,王辉亭;加载速率对30A钢断裂韧性的影响[J];兵器材料科学与工程;2003年05期
3 王富耻,杨道明;高应变速率下617钢的断裂特征[J];兵器材料科学与工程;1994年04期
4 朱岩,丁建华;国内压力容器和压力钢管用厚钢板使用情况分析[J];宝钢技术;2003年02期
5 周自强,何晓,季道馨,陈昌麒;Al-Li-Cu-Mg-Zr合金的断裂形态和断裂韧性[J];北京航空航天大学学报;1991年02期
6 袁成祺;美国四种高纯度变形铝合金及其使用标准[J];航空材料;1985年05期
7 向毅斌,陈敦军,吴诗惇;材料界面增韧的力学机理及其强韧化设计[J];材料工程;2000年07期
8 曾光廷,李静缓,罗学厚;非金属夹杂物与钢的韧性研究[J];材料科学与工程;2000年02期
9 刘正,王越,王中光,李锋,申志勇;镁基轻质材料的研究与应用[J];材料研究学报;2000年05期
10 焦成革,候淑娥,李春玉,张禄山;7075T73510合金断裂韧性和疲劳裂纹扩展[J];材料研究学报;1994年01期
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中国期刊全文数据库 前10条
1 王志坚;蒋军;王东坡;邓彩艳;;海洋平台用钢D36超大厚度焊接接头CTOD试验[J];焊接学报;2007年08期
2 潘勤彦;黄诚;熊焕;付绍云;郑斌;朱路平;赵立中;;铝合金焊接接头的低温断裂性能COD研究[J];机械强度;2008年05期
3 王利发;刘建中;康庆云;;TA15钛合金钨极氩弧焊焊接接头损伤容限性能研究[J];实验室研究与探索;2007年10期
4 张建勋,史耀武;焊接接头母材区断裂韧度COD特征值研究[J];机械强度;1995年04期
5 邹吉权;荆洪阳;霍立兴;;D406A钢焊接接头断裂韧度测试[J];焊接学报;2006年11期
6 薛河,史耀武;力学性能不均匀性对焊接接头三点弯曲试样塑性区发展规律的影响[J];机械强度;1999年04期
7 杨建国;章小浒;陆戴丁;徐鹏程;;LNG储罐用国产9%Ni钢焊接接头力学性能试验[J];石油化工设备技术;2009年02期
8 张敏,马博;基于J~Q双参数准则的含缺陷焊接接头失效评定曲线(Ⅰ)[J];焊接学报;2004年05期
9 韩连元,朱安国;十字横向承载焊接接头疲劳裂纹扩展寿命估算[J];机械强度;1995年04期
10 ;应力应变、疲劳与脆断、断裂力学[J];机械制造文摘(焊接分册);2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高怡斐;吴巧天;;18Ni马氏体时效钢基体及氩弧焊焊接接头的表面裂纹断裂韧度K_(Ie)试验分析[A];第五届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2001年
2 王利发;刘建中;康庆云;;TA15钛合金钨极氩弧焊焊接接头损伤容限性能研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
3 虞毅;许可望;张念涛;曹军;杨炳发;;大厚度TMCP钢焊接接头CTOD试验[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年
4 王联国;;钛管-钛钢复合管板焊接接头射线检测[A];陕西省第十届无损检测年会论文集[C];2006年
5 张建;罗国强;沈强;李美娟;王仪宇;张联盟;;MB2/LY12异种金属真空扩散焊及界面组织[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
6 王宇;罗玉林;戴虹;陈丽;;高原地区钢轨现场焊平直度研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
7 段权;;压力容器用16MnR钢焊接接头疲劳裂纹扩展规律的研究[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
8 阳代军;霍立兴;张玉凤;;国产塑料压力管道热熔对接焊机的研制与开发[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年
9 梁希明;;高纯铝的焊接[A];安徽省焊接技术交流会论文集[C];2006年
10 马涛;唐连元;苗张木;;模块支墩厚板焊接接头CTOD韧度研究[A];中国船舶焊切技术暨新船型及海洋工程工艺发展高峰论坛论文集[C];2010年
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1 廖建国;新日铁开发出LNG罐用超级9%Ni钢板[N];世界金属导报;2006年
2 本版编辑 记者 魏敬民 子舒;为海洋钢结构增加安全砝码[N];中国船舶报;2008年
3 姜国芳;奥氏体不锈钢管道的焊接与耐蚀性[N];中国建设报;2006年
4 唐佩绵;住友金属耐疲劳焊接结构钢的开发[N];世界金属导报;2011年
5 杨华平 何慧勇;耐硫酸露点腐蚀用钢焊材及焊接工艺的开发和应用[N];中华建筑报;2006年
6 唐诗全 余腾义;攀钢U75V钢轨铝热焊技术达到国内领先水平[N];中国冶金报;2007年
7 ;低(超低)碳贝氏体钢的性能及用途[N];世界金属导报;2005年
8 郭廷杰;JFE关于造船用钢材的技术开发[N];世界金属导报;2007年
9 赵世平;重视钢筋电渣压力焊的节能作用[N];中国建设报;2006年
10 洪园;孙敏力 弧光下的激情燃烧[N];中国航天报;2007年
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1 张红霞;AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究[D];太原理工大学;2010年
2 赵菲;AZ31B镁合金TIG焊接接头的深冷强化机理[D];太原科技大学;2012年
3 邹吉权;超高强度钢及其焊接接头的断裂行为研究[D];天津大学;2009年
4 徐荣正;镁合金焊接接头腐蚀行为及电弧喷涂防护研究[D];大连理工大学;2011年
5 吴良晨;超声频分量双周疲劳载荷作用下焊接接头的疲劳性能[D];天津大学;2008年
6 武淑艳;固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 车洪艳;铝合金汽车部件的变形及损伤行为[D];兰州理工大学;2008年
8 张真;AZ31B镁合金塑性变形行为的相关基础研究[D];中南大学;2011年
9 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
10 马崇;P92钢焊接接头IV型蠕变开裂机理及预测方法研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢蕊;AZ31B镁合金及其焊接接头平面应变断裂韧度的试验研究[D];太原理工大学;2010年
2 张兰;AZ31B镁合金焊接接头疲劳性能改善方法研究[D];太原理工大学;2010年
3 王俊;结构钢焊接接头的J_(IC)测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
4 贺秀丽;AZ31B镁合金TIG焊接接头疲劳评定局部法研究[D];太原理工大学;2011年
5 李艳;采用有限元分析多因素对焊接接头裂纹尖端塑性区的影响[D];太原理工大学;2002年
6 黄家伟;近α相钛合金与奥氏体不锈钢的相变超塑性扩散焊接研究[D];重庆大学;2004年
7 石锋;焊接技术实现大口径弯管的成形工艺研究[D];天津理工大学;2010年
8 束彪;2195铝锂合金焊接工艺及其接头组织性能研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
9 吴冰;不锈钢焊接接头疲劳失效评定方法研究[D];天津大学;2004年
10 毕越宽;石化装置用奥氏体不锈钢焊接接头的腐蚀与失效研究[D];兰州理工大学;2011年
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