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技術(shù)文章

2025
8-15

航空航天領(lǐng)域為什么要做金屬材料的疲勞性能測試？
航空航天領(lǐng)域?qū)饘俨牧系钠谛阅軠y試至關(guān)重要，這與該領(lǐng)域的工作環(huán)境、高可靠性要求以及材料使用特性密切相關(guān)。具體原因如下：1.材料承受交變載荷的必然性航空航天裝備（如飛機(jī)機(jī)身、發(fā)動機(jī)葉片、火箭箭體、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件等）在服役過程中，始終處于交變載荷作用下：飛機(jī)起飛/降落時的起降沖擊、飛行中的氣流顛簸，會使機(jī)身、機(jī)翼承受反復(fù)的拉伸、壓縮應(yīng)力；發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，葉片在高溫下受到持續(xù)的離心力和氣流沖擊力，屬于高頻交變載荷；火箭發(fā)射和再入階段，結(jié)構(gòu)件會經(jīng)歷劇烈的振動、加速度變化，導(dǎo)致應(yīng)力反復(fù)波動...
2025
8-14

IJF丨金屬所張哲峰：TiN夾雜物對高強(qiáng)度鋼疲勞壽命影響的建模研究
高強(qiáng)度鋼因其優(yōu)異的力學(xué)性能和承受高載荷的能力，作為結(jié)構(gòu)材料發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在高強(qiáng)度鋼的眾多性能中，疲勞性能尤為重要，因其決定了材料在重復(fù)或循環(huán)載荷條件下的抗失效能力。為確保高強(qiáng)度鋼制成的結(jié)構(gòu)部件安全可靠地運行，對其高周疲勞（HCF）性能的預(yù)測和評估至關(guān)重要。然而，高強(qiáng)度鋼在結(jié)構(gòu)設(shè)計中面臨的一個顯著挑戰(zhàn)是其疲勞壽命的固有分散性，這需要引入較大的安全裕度來應(yīng)對這種不確定性，進(jìn)而導(dǎo)致能源效率降低和材料消耗增加。因此，提高高強(qiáng)度鋼高周疲勞壽命的預(yù)測精度，在優(yōu)化材料使用和結(jié)構(gòu)設(shè)計效率方...
2025
8-14

生物材料拉伸試驗的標(biāo)準(zhǔn)有哪些？
生物材料拉伸試驗的標(biāo)準(zhǔn)有很多，國際上常用ISO標(biāo)準(zhǔn)和ASTM標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)也有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以下是一些常見的標(biāo)準(zhǔn)：ISO527：用于測定塑料和復(fù)合材料的拉伸性能，其中ISO527-1概述了通用原則，ISO527-2規(guī)定了模塑材料和擠壓材料的試驗條件。標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了硬質(zhì)和半硬質(zhì)熱塑性塑料、熱塑性片材和薄膜、熱固性模塑材料等多種材料，不適用于剛性多孔材料和含有多孔材料的夾層結(jié)構(gòu)。ISO10993-18：醫(yī)療器械材料生物學(xué)評估標(biāo)準(zhǔn)，包含了拉伸測試相關(guān)內(nèi)容，為醫(yī)療器械用生物材料的...
2025
8-13

結(jié)合相場模擬與原位斷層掃描研究熔鹽中腐蝕后微觀結(jié)構(gòu)的粗化行為
在優(yōu)良核反應(yīng)堆、太陽能儲熱系統(tǒng)等前沿領(lǐng)域，熔鹽憑借優(yōu)異的耐高溫和傳熱性能成為核心材料。但與之接觸的金屬合金卻面臨一個隱蔽威脅：在高溫熔鹽中，合金會逐漸發(fā)生“脫合金化”，形成納米級多孔結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)構(gòu)會進(jìn)一步“粗化”（孔隙變大、韌帶變粗），最終導(dǎo)致材料強(qiáng)度驟降。近日，一項發(fā)表在《ActaMaterialia》的研究通過相場模擬與原位X射線納米斷層掃描的結(jié)合，明確了這一過程的主導(dǎo)機(jī)制，為熔鹽設(shè)備的安全設(shè)計提供了關(guān)鍵理論支撐。01正文內(nèi)容一、高溫熔鹽中的“隱形老化”：合金為何變“多...
2025
8-13

金屬有哪些斷裂類型？
金屬的斷裂類型可以從多個角度進(jìn)行分類，主要依據(jù)是斷裂前的宏觀塑性變形程度、微觀斷裂路徑、斷裂模式以及載荷和環(huán)境條件。一、根據(jù)斷裂前宏觀塑性變形程度1.韌性斷裂主要特點：斷裂前發(fā)生顯著的塑性變形，如頸縮，拉長。斷裂過程：在應(yīng)力作用下，材料內(nèi)部產(chǎn)生微孔洞——通常源于夾雜物或第二相粒子，微孔洞長大并連接，最終導(dǎo)致斷裂。斷口特征：宏觀上看，斷口表面比較暗淡，呈纖維狀或鵝毛絨狀，一般有剪切唇。拉伸試樣有明顯的頸縮。微觀特征：具有典型的韌窩結(jié)構(gòu)，韌窩是微孔洞在斷裂表面留下的凹坑狀形貌。能...
2025
8-12

材料疲勞試驗方法與疲勞斷裂試驗標(biāo)準(zhǔn)
材料疲勞試驗方法疲勞試驗可以預(yù)測材料或構(gòu)件在交變載荷作用下的疲勞強(qiáng)度，一般該類試驗周期較長，所需設(shè)備比較復(fù)雜，但是由于一般的力學(xué)試驗如靜力拉伸、硬度和沖擊試驗，都不能夠提供材料在反復(fù)交變載荷作用下的性能，因此對于重要的零構(gòu)件進(jìn)行疲勞試驗是必須的。金屬材料疲勞試驗的一些常用試驗方法通常包括單點疲勞試驗法、升降法、高頻振動試驗法、超聲疲勞試驗法、紅外熱像技術(shù)疲勞試驗方法等。01單點疲勞試驗法單點疲勞試驗法聚焦于材料或構(gòu)件的某一特定局部點，通過對該點施加交變載荷，研究其在疲勞過程中...
2025
8-12

摩擦磨損試驗機(jī)的作用
摩擦磨損試驗機(jī)是一種用于模擬和評估材料在摩擦和磨損條件下性能的關(guān)鍵設(shè)備，其作用貫穿材料研發(fā)、質(zhì)量控制、工程應(yīng)用及學(xué)術(shù)研究等多個領(lǐng)域。以下是其核心作用的詳細(xì)闡述：一、核心功能模擬實際工況通過精確控制載荷、速度、溫度、潤滑條件等參數(shù)，復(fù)現(xiàn)材料在實際使用中的摩擦環(huán)境(如機(jī)械軸承、齒輪傳動、汽車制動系統(tǒng)等)，為材料性能評估提供可靠依據(jù)。量化磨損與摩擦行為測量摩擦系數(shù)、磨損量(體積或質(zhì)量損失)、磨損率等關(guān)鍵指標(biāo)，定量分析材料在摩擦過程中的性能變化。結(jié)合表面形貌分析(如SEM、光學(xué)顯微鏡...
2025
8-11

孔隙缺陷對增材制造Ti-6Al-4V合金局部近閾值疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響
引文格式：GB/T7714LoiodiceL,StopkaKS,SangidMD.Poredefects’influenceonthelocal,nearthresholdfatiguecrackgrowthbehaviorofadditivelymanufacturedTi-6Al-4V[J].JournaloftheMechanicsａndPhysicsofSolids,2025:106173.MLALoiodice,Luca,KrzysztofS.Stopka,ａndM...
2025
8-11

雙軸加載下材料變形行為原位觀察的常用方法有哪些？
在雙軸加載條件下對材料變形行為進(jìn)行原位觀察，需要結(jié)合加載裝置與高分辨率表征技術(shù)，以實時捕捉材料從宏觀到微觀尺度的變形特征（如應(yīng)變分布、位錯運動、晶界演化、裂紋萌生等）。常用方法主要包括以下幾類，各有其適用尺度和技術(shù)特點：1.光學(xué)顯微鏡（OM）與高速成像技術(shù)原理：通過光學(xué)顯微鏡直接觀察材料表面在雙軸加載過程中的變形現(xiàn)象，結(jié)合高速相機(jī)記錄動態(tài)過程（如裂紋擴(kuò)展、滑移帶形成）。適用尺度：宏觀（毫米級）到介觀（微米級）。特點：優(yōu)勢：操作簡便、成本較低，可實時記錄大面積變形的宏觀特征，適...
2025
8-11

掃描電鏡原位拉伸臺的工作原理與實驗應(yīng)用解析
掃描電鏡原位拉伸臺是材料微觀變形機(jī)制研究的關(guān)鍵設(shè)備，它將力學(xué)拉伸與電子顯微觀察深度融合，為揭示材料在受力過程中的微觀演變提供了直觀手段。一、工作原理：微觀變形的動態(tài)捕捉掃描電鏡原位拉伸臺的核心功能是在掃描電鏡的真空環(huán)境中，對微小試樣施加可控的拉伸載荷，同時實時記錄其微觀結(jié)構(gòu)變化。設(shè)備通過精密機(jī)械結(jié)構(gòu)與電鏡樣品臺集成，使試樣在拉伸過程中保持穩(wěn)定定位。當(dāng)拉伸力作用于試樣時，材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變，引發(fā)微觀組織的動態(tài)變化。掃描電鏡利用電子束掃描試樣表面，實時捕捉這些微觀結(jié)構(gòu)的形貌、分...

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