金属材料环境疲劳损伤行为的多尺度评价与延寿对策

讲座名称：金属材料环境疲劳损伤行为的多尺度评价与延寿对策

讲座时间：2016年11月17日10:00-11:30

讲座地点：明志楼B507

主讲人：王习术教授（清华大学航天航空学院工程力学系）

摘要

报告涉及不同系列的金属材料在不同环境下的疲劳试验方法、数据可靠性评估、疲劳裂纹萌生及扩展行为、微弧氧化陶瓷涂层制备与铝合金的腐蚀疲劳寿命增强对策等内容，从宏观断裂到微观裂纹萌生机制及影响因素逐一开展了研究。这些研究结果表明：工程中常见的金属材料的腐蚀疲劳损伤行为存在多样性的微观特征，SEM原位疲劳试验揭示了腐蚀坑与疲劳裂纹萌生及扩展的关系，腐蚀液与应力耦合作用下的腐蚀疲劳寿命与预腐蚀疲劳寿命存在显著差异；微观断裂研究证明了微弧氧化陶瓷涂层-铝合金基体的疲劳损伤机制及演化行为；通过大量的SEM实验观测了材料局部微纳尺度下的形貌特征，微结构、电化学腐蚀行为、载荷等耦合影响结果。此外，借助DFR(Detail Fatigue Rating-细节疲劳额定值，又称结构固有疲劳性能特征值概念，对小样本数下的疲劳S-N曲线的尝试性地提出了一种简单实用的含可靠性指标的疲劳特征寿命预测方法；在对铝合金腐蚀疲劳延寿对策中，采用了微弧氧化陶瓷涂层的相关措施，研究了不同涂层厚度、残余应力、表面缩孔等在腐蚀疲劳行为中的作用及影响，回答了涂层结构对微观尺度下的疲劳裂纹萌生、扩展阻力的变化？是否对基体材料的疲劳与断裂机制产生影响？以及这些失效行为的控制与表征最基本的参数是什么，是否有对材料的腐蚀疲劳起到调控使其寿命得到延长？对材料失效机制和失效模式的研究在随材料界面组成结构的变化往往呈现出多样性和复杂性，尤其在介观尺度下的材料微结构中的界面和表面失效问题一直缺乏足够的试验依据，一些与之相关的关键力学问题也受困与试验手段的限制阻碍了其发展。环境-机械载荷耦合疲劳试验和SEM原位试验系统的开发能较好地解决上述涉及材料学、力学等科学领域中的研究。

该报告的主要关键词：铝合金；微结构；腐蚀疲劳；微弧氧化涂层；寿命预测

主讲人简介

王习术，四川省开江县人；学历：1978-1982年，重庆大学矿山机械专业本科；1986-1989年，中国矿业大学矿山机械系硕士；1993-1997年日本鹿儿岛大学工学部固体力学博士。工作经历：1982-1993年中国矿业大学矿山机械工程系工作；1997-1998年清华大学工程力学系博士后流动站从事博士后研究工作。1998年-至今，清华大学航天航空学院工程力学系任教，历任副教授、教授（博士导师）。2000年以来先后在同济大学固体力学教育部国家重点实验室（2000）、日本九州大学工学部（2003）、鹿儿岛大学工学部（2008）高级访问学者（JSPS），北京科技大学新金属材料国家重点实验室特别研究员（2010-2012）。现担任中国仪器仪表协会专家委委员（2008-至今），《机械强度》（2013-至今）及《工程与试验》（2005-至今）杂志编委。

已出版专著2本《材料力学行为试验与分析》（清华大学出版社2007，2010）、译著1本《泡沫金属设计指南》（冶金工业出版社，2006）、编著1本《先进材料力学行为实验指南》（清华大学出版社，2010），英文专著(《Special Issues on Magnesium Alloys》Edited by Waldemar A. Monteiro, InTech Org. 2011)中专论1章(Fatigue cracking behaviors and influence factors of cast magnesium alloys)。已发表中、英、日科技论文170余篇，其中SCI原刊论文71篇，SCI他引520余次（2003-至今），H=15；ISTP, EI检索论文27篇；已获得专利4项，其中发明专利1项，实用新型3项；2014年度获省部级科技进步奖（自然类）壹等奖1项。 

主办：机电工程学院

石油天然气装备教育部重点实验室

科研处

成都市机械工程学会机械设计分会石油天然气装备分会