40Cr、50車(chē)軸鋼超高周疲勞性能研究及疲勞斷裂機(jī)理探討.pdf

1、在現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械設(shè)備中,許多零部件在低應(yīng)力超長(zhǎng)壽命條件下工作,服役期內(nèi)需要承受循環(huán)載荷的作用達(dá)到10<'9>~10<'10>循環(huán)周次.目前通用的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)范和壽命預(yù)測(cè)模型一般都建立在10<'7>(或10<'8>)循環(huán)周次以下的疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上.為提高超長(zhǎng)壽命條件下工作的零部件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的可靠性和精確性,保障結(jié)構(gòu)運(yùn)行的安全,有關(guān)材料在10<'7>循環(huán)周次以上的疲勞性能和疲勞破壞行為的研究已引起工程界的高度重視.用現(xiàn)有的常規(guī)疲勞試驗(yàn)方法完

2、成10<'7>~10<'10>超高周次范圍內(nèi)疲勞試驗(yàn)要耗費(fèi)大量的時(shí)間和費(fèi)用,為此,本文對(duì)一種加速疲勞試驗(yàn)技術(shù)(超聲疲勞試驗(yàn)技術(shù))進(jìn)行了開(kāi)發(fā)研究,在對(duì)稱(chēng)拉壓超聲疲勞試驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)研制了非對(duì)稱(chēng)拉壓超聲疲勞試驗(yàn)裝置和三點(diǎn)彎曲超聲疲勞試驗(yàn)裝置,分析了影響超聲疲勞試驗(yàn)過(guò)程和試驗(yàn)精度的因素,這些研究成果對(duì)超聲疲勞試驗(yàn)技術(shù)的推廣應(yīng)用和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化工作具有指導(dǎo)意義.在超聲疲勞試驗(yàn)技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上,本文采用超聲疲勞試驗(yàn)方法,結(jié)合掃描電

3、鏡斷口微觀分析,對(duì)40Cr鋼和50車(chē)軸鋼光滑試樣和缺口試樣在超高周疲勞范圍內(nèi)的疲勞性能和疲勞斷裂機(jī)制進(jìn)行了研究.綜合試驗(yàn)研究結(jié)果,本文認(rèn)為疲勞裂紋內(nèi)部萌生過(guò)程是裂紋形核和核心長(zhǎng)大成宏觀概念上的可擴(kuò)展裂紋的過(guò)程.其中疲勞裂紋內(nèi)部萌生的核心是材料中的第二相粒子、夾雜物或微空洞,稱(chēng)為微裂紋;而微裂紋的長(zhǎng)大是材料中間歇原子或空位等點(diǎn)缺陷在微裂紋尖端富集沉淀的過(guò)程,微裂紋的長(zhǎng)大速率受到點(diǎn)缺陷富集擴(kuò)散速率和疲勞載荷的雙重影響.本文將這種描述疲勞裂紋