10Ni5CrMoV高強鋼疲勞性能研究.pdf

1、10Ni5CrMoV高強鋼因其材料力學(xué)性能優(yōu)越，能夠滿足許多船用機械設(shè)備的強度設(shè)計需求，因而被廣泛應(yīng)用在我國船舶制造業(yè)。此外，潛艇在水中受到海水反復(fù)作用力的沖擊，這就要求耐壓船體結(jié)構(gòu)具有抵抗相應(yīng)靜載荷和動載荷的能力，所以對耐壓船體疲勞性能的研究及壽命模擬具有十分重要的意義。
　　本文針對10Ni5CrMoV高強鋼，進行了小尺寸光滑圓形截面試樣軸向拉壓疲勞試驗、大尺寸粗糙矩形截面試樣彎曲疲勞試驗以及三軸疲勞加載破壞性試驗，得到10N

2、i5CrMoV高強鋼單軸及多軸疲勞數(shù)據(jù)。再利用Patran有限元軟件模擬計算了T型焊接試樣在縱向力、橫向力、周向力以及雙軸加載情況下的使用壽命。最后通過對三軸疲勞加載試驗后帶有裂紋的10Ni5CrMoV鋼T型焊接節(jié)點試樣進行了金相試驗、硬度試驗、壓痕試驗、劃痕試驗和斷口試驗，利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡對船用高強鋼10Ni5CrMoV焊接接頭的組織、結(jié)構(gòu)和性能進行了詳細(xì)分析。以上研究為船用高強鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化以及熱處理工藝的改進提供了指導(dǎo)性

3、作用。
　　分析結(jié)果表明:10Ni5CrMoV的組織主要為回火索氏體，屈服強度為835MPa,抗拉強度為875MPa。焊接接頭有明顯的分區(qū)界限，焊縫區(qū)、熱影響區(qū)、母材區(qū)的硬度不同，斷口呈現(xiàn)韌性斷裂形貌，母材的楊氏模量約為290GPa。進一步研究表明，熱影響區(qū)硬度高于母材和焊縫區(qū)，而塑性與焊縫區(qū)、母材區(qū)相比較低，斷口含有孔洞、夾雜等缺陷。裂紋起始于焊縫區(qū)的應(yīng)力集中處，擴展路徑受組織和外力影響較大，裂紋擴展至焊縫區(qū)與熱影響區(qū)的交接處后