300M超高强度钢元件疲劳特性的研究

本文采用耳片、螺栓、圆筒元件,在室温空气介质中测试了300M超高强度钢的轴向拉伸及弯曲疲劳特性。探讨了表面完整性、不同应力比R、不同热处理工艺,以及谱载对圆筒元件疲劳性能的影响。     

GC—19中温超高强度钢元件疲劳特性的研究

本文采用应力集中元件,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。探讨不同应力集中、不同热处理制度、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А.В.Верховский的理论应力集中系数计算经验公式。     

几种高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为的研究

本文研究了ＧＣ－４，３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ和３００Ｍ超高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为。考虑了环境，热处理制度，应力比和频率对裂纹扩展的影响。研究结果表明：腐蚀环境和热处理制度对疲劳裂纹扩展有显著影响。在侵蚀性环境中随频率降低，裂纹扩展大幅度上升，随应力比提高，环境影响加剧。利用扫描电镜对试样断口形貌进行了分析，并讨论了高强钢的腐蚀疲劳机理。     

两种超高强度钢的谱载疲劳行为及断裂机制和形貌的研究

对两种超高强度钢的实际谱载疲劳行为及疲劳裂纹起裂、扩展的机制进行了研究,结果表明等温热处理的300M钢谱载疲劳寿命是30CrMnSiNi2A钢的1.2倍;疲劳裂纹起始为台阶状并以条带机制为其控制机制;扩展阶段为小平面解理加条带扩展机制;二次裂纹起裂位置与马氏体束界面有关。     

高强度钢超高周疲劳的研究进展

近年来,高速列车、汽车、航天器中的核心工程构件承受的疲劳循环已达108～1010周次甚至更高.目前的研究结果表明,高强钢材料在10 7周次以上的超高周疲劳阶段内仍会发生疲劳断裂,不存在传统的疲劳极限.因此,研究高强钢的超高周疲劳特性不仅有助于理解疲劳机理,而且有利于研究材料超高周疲劳设计及寿命评估方法.论述了高强钢超高周疲劳研究的背景和意义,介绍了近几年超高周疲劳的研究成果,包括S-N曲线的特征、裂纹萌生特征和扩展机理、断面上鱼眼形貌等,并给出了未来超高周疲劳的研究方向.     

低合金高强度钢的微观组织和疲劳裂纹扩展行为

用透射电镜观察了３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ钢等温的微观组织，疲劳裂纹扩展行为、裂纹尖端塑性区和位错结构，结果表明，等温状态组织由马氏体和贝氏体组成。在一个奥氏体晶粒内一般存在四个板条领域、裂纹尖端的塑性区内存在主位错带，疲劳断裂的基本组织单元为板条晶或板条束。裂纹遇到板条束界时方向发生较大偏斜。     

内螺纹冷挤压强化对高强度钢疲劳性能的影响

研究了高强度人螺纹挤压强化对疲劳性能的影响。利用高精度云纹干涉法和扫描电镜,分别对螺纹牙根残余应力和疲劳试件口进行了测试和观察。疲劳对比试验结果表明,在应力为５００和６００ＭＰａ的条件下,经挤压强化的３００Ｍ高强度钢内方的寿命是切削螺纹的４～３０倍。     

浅析超高强度钢的焊接

针对性地介绍了超高强度钢焊接时如何合理选择工艺参数、存在的主要问题、注意事项及应采取的预防措施。     

超长寿命疲劳破坏行为的可靠性研究

为了进行超长寿命疲劳破坏行为的可靠性研究,对GCr15钢超长寿命疲劳S-N试验数据进行了统计评估,采用Bansqun模型描述了其S-N曲线关系,建立了其概率S-N曲线模型,并采用SEV方法和Murakami方程分别预测了钢中最大夹杂尺寸和其相对应的疲劳强度。结果表明:其超长寿命疲劳S-N数据能较好地服从三参数威布尔分布,其概率S-N曲线形式都呈现持续下降的趋势;在验证了最大夹杂尺寸服从Gumbel分布的基础上,SEV方法预测的最大夹杂尺寸随着钢体积的增大而线性增加,Murakami方程预测的结果揭示了其概率S-N曲线呈现持续下降的原因。     

抽油杆用钢的腐蚀疲劳性能分析

对三种抽油杆用钢试样在清水介质中进行了旋转弯曲疲劳试验，测定了这三种钢的腐蚀疲劳极限，绘出了P-S-N曲线，并进行了综合性的分析。测试结果表明，在清水介质条件下它们的疲劳强度值相近且偏低。     

高强带肋钢筋疲劳寿命置信区间的分析方法比较

本文对比介绍了求解疲劳寿命置信区间的三种方法:数理统计方法、ASTM法以及Bootstrap方法,详细阐述了Bootstrap方法在小子样空间下计算疲劳试验样本参数估计的步骤。以高速铁路用HRB400、HRB500高强带肋钢筋疲劳试验数据为例,采用三种方法来计算高强带肋钢筋的疲劳寿命置信区间,验证了Bootstrap方法在小子样空间下可以较为有效地改善其他计算方法可能存在的危险问题。     

Very High Cycle Fatigue Fracture Behavior of High Strength Spring Steel

进行超声波疲劳和疲劳裂纹扩展速率实验, 研究了3种60Si2CrVA弹簧钢的超高周疲劳破坏行为.结果表明, 60Si2CrVA弹簧钢的超高周疲劳性能主要与其中夹杂物的尺寸有关,即随着夹杂物尺寸的减小, 钢的疲劳寿命和疲劳强度均逐渐提高.对于内部夹杂物引起的疲劳破坏, 在低应力幅、高循环周次(约大于106 cyc)条件下,在夹杂物周围的鱼眼处往往存在粗糙的粒状区域(GBF). 对于A-60钢,随着疲劳源夹杂物处应力场强度因子幅的减小, 疲劳寿命增加;而GBF处的应力场强度因子幅并不随疲劳寿命变化而变化,基本为一常数(平均值为4.6 MPa×m1/2),与疲劳裂纹扩展门槛值(4.3 MPa×m1/2)接近.     

16Mn结构钢超高周疲劳性能研究

采用超声疲劳试验技术对16Mn结构钢超高周疲劳性能进行了研究，并用扫描电镜对疲劳断口进行了分析。结果显示16Mn结构钢在10^5-10^10周次范围内的S—N曲线呈阶梯型下降趋势，在10^6-10^8周次出现平台，平台对应应力幅约为220MPa．在平台应力以下，10^8周次以上超高周范围16Mn结构钢仍然发生疲劳断裂，不存在传统意义的疲劳极限。16Mn结构钢疲劳断口分析结果表明高周和超高周断裂试样的裂纹源主要从试件表面和次表面缺陷处萌生。10^7周次下超高周疲劳试样强度比常规试样疲劳强度低。     

High-cycle Fatigue Fracture Behavior of Ultrahigh Strength Steels

The fatigue fracture behavior of four ultrahigh strength steels with different melting processes and therefore different inclusion sizes were studied by using a rotating bar two-point bending fatigue machine in the high-cycle regime up to 107 cycles of loading. The fracture surfaces were observed by field emission scanning electron microscopy （FESEM）. It was found that the size of inclusion has significant effect on the fatigue behavior. For AtSI 4340 steel in which the inclusion size is smaller than 5.5 μm, all the fatigue cracks except one did not initiated from inclusion but from specimen surface and conventional S-N curve exists. For 65Si2MnWE and Aermet 100 steels in which the average inclusion sizes are 12.2 and 14.9 μm, respectively, fatigue cracks initiated from inclusions at lower stress amplitudes and stepwise S-N curves were observed. The S-N curve displays a continuous decline and fatigue failures originated from large oxide inclusion for 60Si2CrVA steel in which the average inclusion size is 44.4 pro. In the case of internal inclusion-induced fractures at cycles beyond about 1×10^6 for 65Si2MnWE and 60Si2CrVA steels, inclusion was always found inside the fish-eye and a granular bright facet （GBF） was observed in the vicinity around the inclusion. The GBF sizes increase with increasing the number of cycles to failure Nf in the long-life regime. The values of stress intensity factor range at crack initiation site for the GBF are almost constant with Nf, and are almost equal to that for the surface inclusion and the internal inclusion at cycles lower than about 1×10^6. Neither fish-eye nor GBF was observed for Aermet 100 steel in the present study.     

超高周疲劳的影响因素及疲劳机理的研究进展

超高周疲劳的研究可以满足某些特殊零部件极高循环周次的要求。综述了近年来超高周疲劳的研究进展,从S-N曲线的特征、断面上的鱼眼形貌以及裂纹的萌生与扩展特征等方面介绍了超高周疲劳的典型特征。分析了影响超高周疲劳的若干因素,如氢的作用、加载频率、应力比和晶粒尺寸等。进而提出了一些今后超高周疲劳的研究方向:超高周疲劳裂纹扩展的微观机理、扩展速率尤其是微观、宏观上的控制参量的研究以及确定鱼眼与ODA区边缘的应力强度因子范围对内部裂纹扩展门槛值的影响作用。     

合金元素Mo对材料超高周疲劳性能的影响

采用超声疲劳试验技术对42CrMo钢超高周疲劳性能进行了研究。将42CrMo钢超高周疲劳S-N曲线与已有文献中40Cr钢在相同试验方法和试验条件下得到的超高周疲劳S-N曲线进行比较,结果显示42CrMo钢超高周疲劳性能优于40Cr钢。通过分析推测,合金元素Mo增加了疲劳裂纹内部萌生的时间,进而提高了材料超高周疲劳的寿命。     

高强度钢性能及其在车身中的应用

在汽车轻量化与提高碰撞安全性能的基础上,首先简单介绍了汽车常用钢和汽车用高强度钢种类,并简述了几种常用高强度钢的强化机制和性能,概述了2种高强度钢的成形工艺,指出了其在成形时存在的问题以及改善其成形性的措施.介绍了高强度钢在汽车车身中的应用情况,展望了高强度钢在未来车身中的应用前景.大量采用高强度钢在加快汽车轻量化进程和提高汽车碰撞安全性能方面有重大作用.     

某超硬不锈钢的接触疲劳P-S-N曲线的测定

测定某超硬不锈钢的接触疲劳P S N曲线,估计出试验应力S与试样寿命N之间函数关系式N=CS-m中的待定参数C和m,得出不同破坏概率(1%,5%,10%,50%)下试验应力S与寿命N的关系,为材料的使用和产品设计提供试验依据。