30CrNi4Mo钢的组织和冲击疲劳性能的研究

研究了30CrNi4Mo钢不同热处理的组织和冲击疲劳性能。结果表明,30CrNi4Mo钢正火低温回火的组织由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成,淬火低温回火组织为回火马氏体和残余奥氏体。正火低温回火的冲击疲劳裂纹形成寿命高于淬火低温回火和淬火高温回火的冲击疲劳裂纹形成寿命,淬火高温回火的冲击疲劳总寿命高于正火及淬火低温回火热处理的冲击疲劳寿命。分析了多冲击疲劳裂纹扩展的行为,讨论了正火低温回火冲击疲劳裂纹形成寿命较长及淬火高温回火提高冲击疲劳总寿命的原因。     

激光冲击TC17钛合金疲劳裂纹扩展试验

为研究激光冲击强化对钛合金试件疲劳性能的影响,在标准试件的裂纹扩展路径上设计了全强化和间隔强化两种不同的强化方案,研究激光冲击强化对试件疲劳寿命和裂纹稳定扩展时速率的影响规律,利用有限元数值模拟和X射线残余应力测试获得了试件的残余应力场分布状态,并对比分析了试件的断口形貌和微观组织特征。结果表明:相比于未强化试件,激光冲击强化后试件的平均疲劳寿命分别提高了2.14倍和1.90倍,两种不同的冲击强化方法分别降低钛合金试件的裂纹扩展速率24%和15%。间隔强化后试件表面产生-512 MPa的最大残余压应力,裂纹扩展的C′值为-7.3,m值为2.6,而强化间隔区引入最大值为82.4 MPa的残余拉应力,裂纹扩展速率急剧升高,C′值减小至-13.6,m值为8.0。当裂纹扩展到强化区时,扩展速率再次降低,激光冲击强化对TC17钛合金疲劳裂纹扩展有显著的抑制作用。     

拉伸超载对超高强度钢A-100冲击疲劳性能的影响

研究了A-100钢单边缺口三点弯曲试样经拉伸超载处理后,冲击疲劳性能的变化。在室温下测得拉伸超载处理前后,冲击能量-冲击疲劳寿命曲线,并对冲击疲劳断口进行微观分析。结果表明:拉伸超载可延长A-100钢的冲击疲劳裂纹起始寿命而对裂纹扩展寿命无影响;试样超载后裂纹源区微观形貌发生变化,缺口根部残余压应力的存在是造成这些变化的主要原因。     

稀土及热处理对中铬半钢的冲击疲劳性能的影响

研究了稀土元素及热处理对中铬半钢冲击疲劳性能的影响。结果表明，稀土与热处理复合作用，可加速网状共晶碳化物向弧立的块状转变，促进粒状碳化物的析出，有效地推迟裂纹的形成，降低裂纹扩展速率，提高中铬半钢的冲击疲劳抗力。     

中低碳空冷贝氏体钢的冲击磨损行为

研究了含Si量分别为 0 3 4%和 1 45 %的两种高强度 (σb≥ 1 60 0MPa)和高韧性 (αku≥ 84J·cm 2 )空冷贝氏体钢的冲击磨损行为。经透射电镜观察分析 ,含 1 45 %Si空冷贝氏体钢中的贝氏体属于无碳贝氏体 ,而含0 3 4%Si空冷贝氏体钢中的贝氏体属于典型下贝氏体组织。用扫描电镜分析研究了钢的冲击磨损表面及亚表面形貌特征 ,结果表明 ,冲击磨损失重是由于表面疲劳裂纹的萌生与扩展产生表面疲劳剥落所致。经相同冲击次数后 ,含 1 45 %Si钢的亚表面疲劳裂纹长度及裂纹尖端距表面深度均比含 0 3 4%Si的钢长。在冲击磨损试验条件下 ,1 45 %Si钢表现出较为强烈的加工硬化特性 ,经约 1 60 0次冲击磨损试验后 ,磨损失重比 0 3 4%Si贝氏体钢约高 5 0 %,抗冲击磨损性能较低     

不同氧含量非调质钢的高周疲劳性能

采用旋转弯曲疲劳试验对比研究了两种不同氧含量(0.0018%和低于0.001%)中碳微合金非调质钢F45MnV在不同状态(正火、调质和锻造)下的高周疲劳性能。结果表明,在具有均一回火索氏体组织的调质态,低氧料F45MnV-1的疲劳性能优于高氧料F45MnV-2;在具有类似铁素体+珠光体组织的正火态,两种料的高周疲劳性能和疲劳裂纹扩展速率基本一致;锻态F45MnV-1料由于具有细小、均匀的铁素体+珠光体组织,其高周疲劳性能优于正火态F45MnV-1料,而与调质态F45MnV-1接近。对于铁素体+珠光体组织和均匀调质组织,非金属夹杂物对疲劳破坏行为的不同影响是上述试验钢疲劳性能差异的主要原因。此外,两种试验钢的铁素体+珠光体组织的裂纹扩展速率均略低于调质态组织。     

稀土变质与热处理复合作用对低铬半钢冲击疲劳行为的影响

利用冲击疲劳试验，研究了稀土变质及热处理对低铬半钢抗冲击疲劳性能的影响。结果表明：稀土与热处理复合作用，可加速网状共晶碳化物向孤立块状的转变，促进粒状碳化物的析出，有效地推迟裂纹产生的时间，降低裂纹扩展速率，提高其冲击疲劳抗力。     

缺口角度对YG8硬质合金热冲击疲劳的影响

研究了缺口角度对YG8硬质合金热冲击疲劳的影响。结果表明，缺口角度对裂纹的特性有很大影响，以缺口角度的增加，裂纹萌生的孕育期缩短，裂纹扩展速率增加．随冷却速率的增加，裂纹萌生的孕育期也缩短，且裂纹扩展速率增加．观察发现，热冲击疲劳断口中存在疲劳条纹．     

超声波冲击对30CrMnSiNi2A钢疲劳性能的影响

借助金相显微镜、X射线衍射仪对超声波冲击加工与传统抛光后试样表层组织性能进行对比分析,研究超声波冲击加工对30CrMnSiNi2A疲劳寿命的影响。结果表明,经超声冲击后,试样表层组织变得更加细密从而阻止裂纹在表面萌生,形成更高的残余压应力减缓了裂纹扩展速率,使得1200 MPa下30CrMnSiNi2A钢试样的疲劳寿命较传统抛光下的试样增加了23.5％。     

热变形量对低合金耐磨铸铁冲击疲劳抗力的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和冲击疲劳试验机研究低合金耐磨铸铁冲击疲劳性能,并分析了热变形对其冲击疲劳性能的影响.结果表明,冲击疲劳裂纹在碳化物内部及碳化物与基体的界面上萌生,优先沿碳化物与基体的界面处扩展;热变形能抑制热疲劳裂纹的萌生与扩展,当变形量为40%时,其冲击疲劳性能较高.     

（F＋M＋A）三相钢低周疲劳的扫描电镜动态研究SCIEI

用扫描电子显微镜疲劳加载台进行动态原位观察，研究了奥氏体（Ａ）在（Ｆ＋Ｍ＋Ａ）三相钢低周疲劳裂纹萌生和扩展过程中的作用．结果表明，在低周疲劳裂纹的萌生和早期扩展阶段，三相钢中的奥氏体会降低疲劳缺口敏感性，延长裂纹萌生期，使裂纹路径弯折并降低扩展速率．在高应变疲劳阶段，因奥氏体应变诱发相变生成马氏体，其边界是裂纹扩展的低能通道，从而加速裂纹的扩展．并提出了一个能量判据：当裂尖扩展功小于Ａ→Ｍ转变的能量时，奥氏体会提高材料的疲劳抗力，反之奥氏体会加速疲劳裂纹的萌生和扩展．     

FATIGUE PROPERTIES OF META-BAINITE IN STEEL 40CrMnSiMoVA

The microstructure,strength,toughness and fatigue properties of an ultra-high strength steel40CrMnSiMoVA have been investigated.The so-called meta-bainite,composed of thin re-tained austenite films within or between the bainitic ferrite lathes was found in the steel afterisothermally quenched at 300℃ for 1h.In comparison with the martensite structure obtainedby isothermally quenching in martensite range,the meta-bainite has more excellent strengthand plasticity,lower notch sensitivity,stronger strain harden ability,higher fatigue strength,longer strain or impact fatigue life,slower crack propagation rate and more remarkableoverload effect on increasing fatigue life.     

海洋柔性立管用钢的疲劳断裂行为

采用GPS100高频疲劳试验机研究了海洋柔性立管用钢在温轧工艺下的疲劳断裂行为。结果表明,海洋柔性立管用钢疲劳寿命随加载应力幅的升高而不断下降;疲劳裂纹产生于试样表面,裂纹源区可见变形带及河流花样,裂纹扩展区存在大量二次裂纹,瞬断区疲劳裂纹呈韧性断裂特征。在疲劳裂纹扩展过程中,裂纹的扩展能力因大角度晶界的铁素体和高强度贝氏体的相互作用而受到限制,同时在晶界处形成的二次裂纹同样可减缓扩展速率,达到提高疲劳寿命的效果。     

环境介质对40Cr结构钢高周和超高周疲劳行为的影响

选用40Cr结构钢,分别在空气、水和3.5%NaCl水溶液中进行旋转弯曲疲劳实验,研究环境介质对该结构钢高周和超高周疲劳特性的影响.结果表明,40Cr钢在水环境中的疲劳强度比在空气中明显降低;在3.5%NaCl水溶液环境中的疲劳强度比在水中低.断面观察显示,在水和3.5%NaCl水溶液中,疲劳裂纹多源萌生;在稳态扩展阶段,裂纹沿品界扩展并存在广泛分布的沿晶二次裂纹.     

GCr15轴承钢接触疲劳次表面裂纹的跟踪观察SCIEI

本文在对轴承钢接触疲劳剥落过程进行连续追踪观测的基础上,推导了次表面裂纹扩展的估算公式。理论分析和试验结果表明,接触疲劳寿命与次表面裂纹扩展角之间存在着明显的对应关系。并对残余压应力和残余奥氏体可以提高接触疲劳寿命的原因提出了新的解释。     

喷丸对H13钢单边带缺口试样疲劳裂纹扩展行为的影响

喷丸工艺通过改变试件的表面形貌、微观组织及残余应力等表面完整性可以影响裂纹的萌生和扩展;对于存在缺陷的试件,喷丸的作用机制和影响结果有所不同。采用白光干涉仪、SEM、XRD及显微硬度计等对单边带缺口的H13钢薄板试样喷丸前后的表面完整性进行了测定。并借助原位SEM开展了系列裂纹扩展试验,分析了喷丸对试样疲劳寿命、裂纹扩展速率以及疲劳断口特征的影响。研究结果表明,虽然残余压应力诱发裂纹闭合,但由于喷丸后表面粗糙度的大幅提高增强了缺口效应,表面加工硬化使得韧性有所降低,以及残余应力在加载过程中发生松弛等因素,喷丸后单边带缺口试样的裂纹萌生过程缩短,疲劳寿命降低,且裂纹扩展速率的变化较小。喷丸前后疲劳断口形貌均为准解理特征,喷丸后断口近表面处的撕裂棱特征消失。     

氮含量对HPD-1双相不锈钢组织及力学性能的影响

通过显微组织观察与力学性能测试研究了氮含量(0.08%~0.22％,质量分数)对HPD-1双相不锈钢硬度、拉伸性能、低温冲击性能及疲劳性能的影响。结果表明,氮含量变化可显著影响试验钢γ/α相比例,当氮含量由0.08％升高到0.22％,γ相含量由38.1％提高至56.5％。α相的硬度由273 HV10提高到343 HV10,γ相的硬度由238 HV10提高到299 HV10,试验钢强度明显提升。氮元素对两相比例和奥氏体相韧性的双重影响导致试验钢低温冲击性能呈先上升后下降的趋势;更高的氮含量抑制疲劳裂纹萌生与拓展,是影响HPD-1双相不锈钢室温疲劳性能的主要因素。撕裂棱是疲劳断口的显著特征。