20 kHz频率下高强度钢超高周疲劳研究

应用超声疲劳试验技术，对两种高强度钢在20kHz频率下10^5～10^10循环周次的疲劳性能进行了测试分析。结果表明：应力比R=-1时，D38MSV5S钢与100C6钢在10^5～10^10循环周次之间，试样仍会发生疲劳断裂，疲劳强度随循环次数的增加而下降；R=0．1时，D38MSV5S钢在10^6～10^7循环周次之问会出现疲劳强度。与30Hz频率下常规疲劳试验数据比较发现，频率对100C6钢的疲劳性能影响不大；R=-1时，D38MSV5S钢20kHz频率下的SN曲线略低于30Hz频率下的SN曲线，当R=0．1时，频率对D38MSV5S钢疲劳性能的影响更为明显。在超高周疲劳循环下，疲劳破坏主要起源于试样内部夹杂物。     

超高强度钢气瓶疲劳裂纹扩展的研究

本文研究了六升超高强度钢瓶疲劳裂纹扩展特征。气瓶疲劳失效方式不仅与材料的性能Ｋ１ｃ 和σ０－２ 有关,而且与主要疲劳裂纹源半长度Ｃ０ 和两相邻疲劳裂纹源中心距Ｌ０ 有关。气瓶撕裂的主要原因是多疲劳裂纹源扩展汇合成一个新的大疲劳裂纹源所致。     

金属材料超高周疲劳研究综述

从20世纪80年代日本的学者提出钢铁材料在超过10^7的应力循环出现疲劳破坏的现象后,到20世纪90年代这一现象得到欧洲学者的重视,并通过很多合金的10^10应力循环的超声疲劳实验数据证明这一现象的存在。至此,超高周疲劳研究在国际上逐渐成为疲劳研究领域的一个热点。文中论述金属材料超高周疲劳研究的背景及意义,介绍最近几年超高周疲劳的研究成果,回顾金属疲劳研究的历史,明确超高周疲劳在疲劳研究史上的地位,提出今后超高周疲劳研究的课题。     

GC—19中温超高强度钢元件疲劳特性的研究

采用应力集中元件,在空气介质中测试了GC-19中温超高强度钢从室温到350℃、应力比R为0.1的轴向拉伸疲劳特性。探讨了不同应力集中、不同热处理规范、不同试验温度对元件轴向拉伸疲劳性能的影响。其中讨论了R.E.Peterson与(?)的理论应力集中系数计算经验公式。     

金属材料超高周疲劳研究进展

随着机械装备很多关键零部件设计寿命的提高,超高周疲劳研究已经成为工程材料研究领域一个新的热点问题,近几十年来在世界各地得到广泛开展.文中综述国内外金属材料超高周疲劳研究取得的成果,特别是近十年来在金属材料超高周疲劳试验方法、疲劳行为特征、机理和寿命预测等方面的进展,重点讨论超高周疲劳裂纹萌生和扩展的研究中得到的试验结果和形成的理论模型.指出超高周疲劳研究现有理论和计算模型存在的不足,并提出几个值得进一步研究的问题和有价值的研究方法.     

GC—4超高强度钢应力腐蚀裂纹扩展特性

采用BL-WOL楔力加载平面应变断裂试样,研究了GC-4(40 CrMnSiMoVA) 超高强度钢在3.5％NaCl溶液和蒸馏水中的应力腐蚀裂纹扩展特性,测定了不同试验条件下的应力腐蚀开裂门槛值K_(ISCC)和裂纹扩展速度(da/dt)_(II)。结果表明,在环境介质中的应力强度因子门槛值K_(ISCC)仅及该钢断裂韧性K_(IC)的1/5～1/4。介质成份、电极电位、环境温度及热处理规范等都对裂纹扩展速度(da/dt)_(II) 有显著影响。分析表明,氢脆是导致GC-4.钢应力腐蚀开裂的重要原因之一。     

超高强度钢切削研究

超高强度钢切削加工中存在切削加工性差、切削变形大、加工硬化严重、切削力大、切削温度高、刀具磨损严重、加工质量难以控制等问题,就此,对超高强度钢的切削进行了研究.从热处理及显微组织、刀具材料及几何参数、切削用量等方面论述了超高强度钢切削加工的影响因素,介绍了超高强度钢的切削机理及工艺参数优化问题,提出了当前超高强度钢切削...     

高强度焊接结构钢的疲劳裂纹扩展抗力

该文以三种７８５ＭＰａ级焊接结构钢为对象，研究了其疲劳裂纹扩展行为。结果表明，影响其疲劳裂纹扩展抗力的主要因素为夹杂物含量，降低夹杂物含量是提高疲劳裂纹扩展抗力的有效途径。     

超声疲劳试验方法在铸铝疲劳试验中的应用

应用20kHz频率下的超声疲劳设备完成亿周次疲劳试验,获得铸铝AS5U3G-Y35超高周疲劳特性。通过20kHz频率下的超声疲劳试验和35Hz频率下的常规试验,完成10^4～10^10周的S-N曲线。试验结果表明,在10^7周以上试件仍会发生疲劳断裂。在10^7～10^10周之间,当应力比R=-1时,疲劳强度随循环数的增加而下降;当应力比r=0．1时,在循环数超过10^8周时,疲劳强度不再下降,S-N曲线出现平台。比较20kHz和35Hz两种频率下的试验结果,在10^4～10^7周之间没有明显差别,即铸铝AS5U3G-Y35在超声疲劳试验中不存在频率效应。扫描电镜观察试件疲劳断裂面发现材料中分布许多小的缩孔,而且大多数试件的疲劳破坏都发生在试件表面或接近表面的缩孔处。     

高速工具钢的超长寿命S-N曲线特征和内部裂纹萌生行为

为了研究高速工具钢超长寿命S-N曲线特征和内部裂纹萌生行为,使用沙漏形状试样在室温空气环境下进行旋转弯曲的疲劳试验。结果表明,材料的S-N曲线均由表面裂纹萌生型和内部裂纹萌生型组成。表面裂纹萌生型的S-N曲线位于高应力幅短寿命区,内部裂纹萌生型的S-N曲线位于低应力幅长寿命区。前者的S-N曲线向后者的转移几乎是连续的,回火温度对疲劳强度和寿命没有明显的影响。分别使用扫描电子显微镜、扫描探针显微镜和电子探针X射线微区分析仪对内部裂纹萌生位置和材料组织进行对比观察,在萌生内部裂纹的夹杂物周围存在一个颗粒区域,该区域内凸起的颗粒是组织中的球形碳化物。颗粒区是在内部裂纹扩展的应力强度因子门槛值范围以下形成的,对超长寿命疲劳起着重要的作用。     

高碳铬轴承钢的超长寿命疲劳行为的研究

使用砂漏型试样对高碳铬轴承钢的S-N曲线特性和破坏机理进行了研究。通过旋转弯曲疲劳试验获得的S-N曲线按照破坏模式的不同被划分为裂纹萌生位置不同的两组。一组叫做表面破坏模式的S-N曲线,它发生在高应力幅短寿命区,是由试样表面晶体滑移引起的。另一组叫做内部破坏模式的S-N曲线,它发生在低应力幅长寿命区,是由试样内部的非金属夹杂引起的。由于内部破坏模式的疲劳破坏发生在表面破坏模式的疲劳极限上下很宽的应力幅范围,因此,试验材料的S-N曲线的形状与通常报道的阶梯形状的S-N曲线的形状不同,它具有两条S-N曲线的特性。通过对断口上裂纹萌生位置的详细观察和裂纹萌生位置的初期尺寸参数的计算,阐述了内部破坏模式的破坏机理,提出了基于尺寸参数的超长寿命疲劳极限的推定方法。     

研磨加工层对高碳铬轴承钢超长寿命疲劳行为的影响

为了阐明磨石研磨加工层对高碳铬轴承钢JIS SUJ2超长寿命疲劳行为的影响,分别使用经砂纸研磨和电解研磨的砂漏形试样,在室温空气环境下进行旋转弯曲疲劳试验.砂纸研磨试样被除去部分磨石研磨层,电解研磨试样被除去了全部的磨石研磨层.结果表明,两种试样的S-N曲线由位于短寿命区的表面破坏模式和位于长寿命区的内部破坏模式的两条组成,表面破坏模式的S-N曲线受表面粗糙度和表面压缩残余应力的影响.内部破坏模式的S-N曲线不受表面条件的影响,是材料固有的特性.砂纸研磨试样表面破坏模式的疲劳极限最高,是电解研磨试样1.11倍和磨石研磨的1.20倍.表面压缩残余应力对表面破坏模式疲劳极限的影响可以用修正Goodman图表示.还讨论裂纹的萌生和扩展条件,推定超长寿命的疲劳极限.     

铆钉搭接头疲劳强度曲线的研究

研究铆钉搭接头的疲劳寿命。通过在Saginamiya动态伺服液压疲劳机上用频率为5．0Hz的正弦波应力比R=0．05的拉一拉载荷，对不同环境条件和形状的铆钉搭接头试样进行测试，得到铆钉搭接头在空气和3．5％NaCl溶液中的疲劳强度曲线，并推导出描述铆钉搭接头疲劳寿命的数学表达式。     

2Cr13钢离子渗氮处理的疲劳强度

２Ｃｒ１３钢离子渗氮处理提高光滑和缺口疲劳极限的幅度与疲劳薄弱环节有关。氮化光滑试样的薄弱环节在表下，疲劳强度主要取决于心部性能，较调质态提高仅为２５％，未能发挥氮化层性能潜力；缺口试验的薄弱环节的氮化层，疲劳强度主要取决于氮化性能，较调质态提高达９２％，使氮化层性能得到充分发展。用主要取决于心部性能的光滑疲劳极限与主要取决于氮化层性能的缺口疲劳极限计算的ｑ值具有非真实性。     

疲劳裂纹萌生尺寸的定义及其确定方法

以缺口件为研究对象，根据疲劳非扩展裂纹的性质，给出裂纹萌生尺寸的定义，提出疲劳裂纹萌生尺寸的确定方法，从损伤角度解释其萌生尺寸的物理意义，最后用局部应力应变法估算形成寿命，验证其合理性。     

疲劳损伤状态的等效性

从疲劳过程的宏观，微观两个方面分析，论证了疲劳损伤的等效性问题，本文进行的确定“等效循环数”的疲劳试验，确定传统的“等效损伤状态”下Ｓ－Ｎ曲线（应力－剩余寿命曲线或称剩余Ｓ－Ｎ曲线）的剩余寿命试验和考察高－低，低－高不同加载顺序下疲劳损伤累积规律的试验，都证实了不存在一般意义上的“等效损伤状态”的观点。