40Cr、50車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)計規(guī)范和壽命預(yù)測模型一般都建立在10<'7>(或10<'8>)循環(huán)周次以下的疲勞試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上.為提高超長壽命條件下工作的零部件強(qiáng)度設(shè)計的可靠性和精確性,保障結(jié)構(gòu)運行的安全,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)疲勞試驗方法完

2、成10<'7>~10<'10>超高周次范圍內(nèi)疲勞試驗要耗費大量的時間和費用,為此,本文對一種加速疲勞試驗技術(shù)(超聲疲勞試驗技術(shù))進(jìn)行了開發(fā)研究,在對稱拉壓超聲疲勞試驗裝置基礎(chǔ)上,開發(fā)研制了非對稱拉壓超聲疲勞試驗裝置和三點彎曲超聲疲勞試驗裝置,分析了影響超聲疲勞試驗過程和試驗精度的因素,這些研究成果對超聲疲勞試驗技術(shù)的推廣應(yīng)用和試驗的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化工作具有指導(dǎo)意義.在超聲疲勞試驗技術(shù)研究和開發(fā)的基礎(chǔ)上,本文采用超聲疲勞試驗方法,結(jié)合掃描電

3、鏡斷口微觀分析,對40Cr鋼和50車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.綜合試驗研究結(jié)果,本文認(rèn)為疲勞裂紋內(nèi)部萌生過程是裂紋形核和核心長大成宏觀概念上的可擴(kuò)展裂紋的過程.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,稱為微裂紋;而微裂紋的長大是材料中間歇原子或空位等點缺陷在微裂紋尖端富集沉淀的過程,微裂紋的長大速率受到點缺陷富集擴(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