颗粒和微观结构对Cu/WCp复合材料疲劳裂纹萌生和扩展行为的影响

发布时间：2024-04-19 03:31

　　通过原位扫描电子显微镜(SEM)研究了粉末冶金制备的Cu/WCp复合材料的疲劳裂纹萌生和扩展行为,分析了颗粒和微观结构对Cu/WCp复合材料疲劳裂纹萌生和早期扩展行为的影响。结果表明:疲劳微裂纹萌生于WCp颗粒和基体Cu的界面;微裂纹之间相互连接并形成主裂纹,当主裂纹和颗粒相遇时裂纹沿着颗粒界面扩展。在低应力强度因子幅ΔK区域疲劳小裂纹具有明显的"异常现象",并占据了全寿命的71%左右。疲劳小裂纹的早期扩展阶段易受局部微观结构和颗粒WCp的影响,扩展速率波动性较大,随机性较强;当小裂纹长度超过150μm时,裂纹扩展加快直至试样快速断裂。裂纹偏折、分叉和塑性尾迹降低了疲劳裂纹扩展速率,而颗粒界面脱粘则提高了复合材料的疲劳裂纹扩展速率。通过数值模拟也可以发现颗粒脱粘增大了材料的疲劳扩展驱动力,从而提高了疲劳裂纹扩展速率。

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
0 引言
1 实验
    1.1 材料
    1.2 实验方法
    1.3 数据处理
2 结果与分析
    2.1 疲劳裂纹扩展速率
    2.2 裂纹扩展路径
    2.3 WCp对裂纹萌生和扩展路径的影响
    2.4 颗粒和裂纹相互作用的有限元模拟
3 结论



本文编号：3958165