BT9鈦合金和08X18H10T不銹鋼非比例載荷下低周疲勞損傷的微觀機(jī)理.pdf

1、在工程實(shí)際中，大多數(shù)零構(gòu)件在多軸循環(huán)載荷下服役，常常出現(xiàn)疲勞失效。在多軸循環(huán)載荷條件下，特別是非比例載荷下，材料的應(yīng)力應(yīng)變分析、試驗(yàn)研究、損傷機(jī)理都更為復(fù)雜，與單軸情況相比會(huì)發(fā)生很大變化。目前材料多軸低周疲勞損傷機(jī)理方面的研究工作正處于起步階段。研究也主要集中在從位錯(cuò)理論出發(fā)，借助于現(xiàn)代分析測(cè)試手段來解釋疲勞損傷，這方面的工作方興未艾。多晶體單相合金疲勞損傷微觀機(jī)理研究的報(bào)道甚少。而雙相合金多軸低周疲勞損傷微觀機(jī)理的研究還未見報(bào)道。

2、 本文對(duì)BT9雙相鈦合余、08X18H10T奧氏體不銹鋼在常溫多軸比例和非比例載荷下低周疲勞的斷口形貌、位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)及其損傷微觀機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究，揭示了材料復(fù)雜載荷低周疲勞特性，主要工作如下： 低周疲勞試驗(yàn)的研究表明，室溫下BT9鈦合金、08X18H10T不銹鋼的低周疲勞壽命都隨應(yīng)變幅值的增加而降低；在非比例載荷下，BT9鈦合金沒有表現(xiàn)出附加強(qiáng)化，而08X18H10T不銹鋼則表現(xiàn)出明顯的附加強(qiáng)化；相同等效應(yīng)變強(qiáng)度下，隨著相位

3、角增大，二者的疲勞壽命明顯降低。 BT9鈦合金、08Xl8H10T不銹鋼疲勞試樣斷口形貌的SEM分析結(jié)果表明，多軸非比例載荷下，BT9鈦合會(huì)和08X18H10T不銹鋼均形成大量的二次裂紋和疲勞臺(tái)階。 BT9鈦合金、08X18H10T不銹鋼疲勞位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)的TEM研究表明，在比例載荷及非比例載荷下，{10丁O}柱面滑移為BT9鈦合金主要的滑移系，并以多系滑移為主；觀察到大量的交滑移；位錯(cuò)密度隨著等效應(yīng)變幅、相位角的增加而增加

4、。08X18H10T不銹鋼在比例載荷下，表現(xiàn)為單滑移，隨著應(yīng)變幅的增加，位錯(cuò)纏結(jié)加?。辉诜潜壤d荷下，表現(xiàn)為多滑移和交滑移，形成明顯的位錯(cuò)胞狀亞結(jié)構(gòu)，同時(shí)在高的應(yīng)變幅值F出現(xiàn)了孿生現(xiàn)象。疲勞界一直認(rèn)為附加強(qiáng)化是導(dǎo)致壽命降低的直接原因；而對(duì)于沒有明顯附加強(qiáng)化的BT9鈦合金交滑移折線處的局部高密度位錯(cuò)是導(dǎo)致疲勞壽命降低的主要原因。分析結(jié)果表明，在非比例載荷下，材料疲勞壽命降低真正原因在于位錯(cuò)密度升高或局部的高位錯(cuò)密度。同時(shí)從兩相變形相容性理