高强度低碳马氏体型钢的组织结构与疲劳性能的关系

本文对高强度低碳马氏体型钢的组织结构和疲劳性能间的关系进行了系统的研究。试验表明,在低温回火状态下,典型钢种25Si2Mn2CrNiMoV具有优良的疲劳强度和疲劳裂纹扩展抗力。试验钢中板条马氏中的位错亚结构,弥散分布的e碳化物以及良好的微观塑性延长了疲劳裂纹的萌生期。马氏体板条束,马氏体板条晶间的位向差以及马氏板条间的残余奥氏体薄膜则是控制疲劳裂纹扩展速率的组织结构因素。文中对在回火马氏体脆性区造成疲劳性能恶化的原因也进行了分析讨论。     

回火温度对40Cr钢疲劳裂纹扩展的影响

本文采用三点弯曲压-压疲劳实验方法测量了40Cr钢不同温度回火后疲劳裂纹长度与循环周次的关系曲线。结果表明,低温回火后,40Cr钢在缺口处的起裂抗力高,一旦萌生了一定长度的疲劳裂纹,疲劳裂纹扩展速率明显高于高温回火和中温回火试样;随着回火温度的升高,40Cr钢在缺口处的起裂抗力减小,但疲劳裂纹扩展速率也减小。疲劳断口微观分析表面,在疲劳裂纹扩展初期,低温回火试样的疲劳断口表现出脆性疲劳纹特征,中温回火和高温回火试样主要是二次裂纹组成的疲劳纹,而且随着回火温度的升高,二次裂纹间距减小。在疲劳裂纹扩展中区和瞬断区,低温回火的疲劳断口主要为解理断裂和沿晶断裂特征,中温和高温回火的疲劳断口是以韧窝为主的韧性断裂特征。疲劳裂纹扩展机理的不同导致了疲劳裂纹扩展规律的变化。     

40MnB钢回火马氏体疲劳裂纹的扩展

本文对40MnB、40Cr两种中碳钢低温回火马氏体的力学性能及疲劳裂纹扩展进行了对比研究。揭示了这两种钢在相近的高强度状态疲劳裂纹扩展行为及沿晶、穿晶断裂机制对裂纹扩展速度的影响。结果表明,微量合金元素硼改变了裂纹扩展途径和扩展方式,从而降低了疲劳裂纹扩展速率。40MnB钢较高的断裂韧性K_(IC)和断口显示的疲劳裂纹扩展机制,与硼所引起的组织精细结构的变化有密切关系。     

钢在多次冲击载荷下裂纹发展过程的研究

应用在破断面上显微镜直接观察的方法研究了回火碳结构钢在多次冲击载荷下的裂纹发生与发展过程。发现裂纹深度t与冲击次数N之间存在t＝t0e（N/b）的指数关系,裂纹发展速度v与裂纹深度t之间存在v＝1/b*t的线性关系（相应于普通疲劳德v＝Ktn关系式中n＝1时的情况）。并得出多次冲击抗力（冲击破断寿命）既决定于裂纹发展速度v又决定于极限裂纹深度tK,它们对冲击破断寿命的影响随钢回火温度或钢中碳含量的变化而互为矛盾的变化着。表明裂纹发展速度主要与强度因素有关,而极限裂纹深度主要与塑性因素有关,二者的最好配合使钢在某一回火温度或某一碳含量出现多冲抗力极值。这就使以前发表的文[3][4][5]中所得多冲抗力基本规律得到了有力的支持,同时为充分发挥结构钢的强度潜力提供了新的依据。     

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.     

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。     

两种加载方式下疲劳裂纹的扩展

本文测量了在旋转弯曲加载和三点弯曲加载下,45Cr钢试样经淬火后,在200℃、400℃、500℃、600℃回火条件下的疲劳裂纹扩展速率,并用不着定量金相法,电镜观察法研究了上述两种加载方式下,疲劳裂纹扩展的微观机制。试验结果表明,在旋转弯曲加载下,500℃回火态的疲劳裂纹扩展速率比其它三个温度回火态的要低;而在三点弯曲加载下,随着回火温度的提高,裂纹扩展速率单调下降;裂纹扩展速率随回火温度变化规律与扩展机制随回火态的要低;而在三点弯曲加载下,随着回火温度的提高,裂纹扩展速率单调下降;裂纹扩展速率随回火温度变化规律与扩展机制随回火温度变化规律有密切的关系。结果表明,应该注意到加载方式对疲劳裂纹扩展的影响。     

低碳马氏体钢的应用

低碳结构钢(或低合金结构钢)含碳量低(一般在0.25％以下),经过淬火后低碳马氏体钢具有良好的强度、塑性、韧性配合,以及低的疲劳倾向,同时还有较低的缺口敏感性、过热敏感性、优良的冷加工性、良好的可焊性且热处理变形小等一     

镍磷化学镀对40Cr钢疲劳损伤行为的影响

用系统分析的方法，通过三点弯曲疲劳试验，跟踪监测40Cr钢及经镍磷化学镀处理试样的疲劳过程，对镀层在疲劳损伤过程的影响进行数值度量。实验结果表明，经镍磷化学镀处理40Cr钢的三点弯曲总体疲劳寿命有明显下降，且镍磷化学镀层显著影响着40Cr钢的疲劳裂纹萌生阶段和疲劳裂纹扩展的损伤过程，40Cr钢经处理后的疲劳裂纹萌生寿命和疲劳寿命下降33％以上。     

18Cr2Ni4WA钢的组织与疲劳裂纹扩展特性

本文测试了18Cr2Ni4WA钢三种典型组织——粒状贝氏体,粒贝的高温回火组织和马氏体的高温回火组织的疲劳裂纹扩展速率(da/dN毫米/周次)及门槛值(△K_(th)公斤·力毫米~(3/2)),分析了断口形貌及裂纹扩展路径,研究了三种组织的疲劳裂纹扩展特性,着重讨论了不同结构、大小、数量和分布的弟二相对疲劳断裂行为的影响。结果表明:组织类型对da/dN有一定的影响,尤其是对疲劳裂纹扩展门槛值△K_(th)影响较大。粒贝具有较好的裂纹扩展抗力;粒贝的高温回火组织次之:马氏体的高温回火组织最差。粒贝中的(M-A)组织强烈阻碍裂纹扩展;马氏体高温回火组织中分布于晶内的细小碳化物阻碍裂纹扩展不明显,分布于晶界的片状碳化物促进沿晶断裂-——这是导致三种组织的疲劳裂纹扩展特性不同的重要原因。     

新型贝氏体钢与30CrNi4Mo钢力学性能和冲击疲劳性能的对比

为了用新型贝氏体钢替代30CrNi4 Mo钢,研究了两种钢在不同热处理后的显微组织、力学性能和多次冲击疲劳性能。结果表明:30CrNi4 Mo钢经奥氏体化后空冷和油冷+低温回火处理均具有高的强度和良好的冲击韧度;油冷后随回火温度的提高,组织由回火马氏体+残余奥氏体转变为索氏体,油冷+高温回火后具有良好的强韧性配合,且冲击疲劳总寿命高于空冷和油冷+低温回火的;新型贝氏体钢在水冷、油冷和空冷+低温回火后均具有良好的强韧性配合,空冷+低温回火的冲击疲劳寿命高于水冷、油冷+低温回火的;空冷+低温回火状态下新型贝氏体钢多冲疲劳寿命较高,可替代30CrNi4 Mo钢用作抗冲击载荷材料。     

热处理参数对高碳钢疲劳裂纹扩展的影响

本文研究高碳铜(1.0%C的碳工钢,1.0%C、1.5%Cr轴承钢)经不同温度热处理后的疲劳裂纹扩展行为。实验结果表明:1.淬火温度、回火温度、疲劳裂纹扩展机制、二次碳化物的尺寸、试样的淬硬深度等因素均影响疲劳裂纹扩展速率。2.疲劳裂纹的亚临界扩展长度a_c,仅受回火温度的影响。其它因素对a_c值无可见的影响。3、高温淬火并低温回火后,疲劳裂纹沿原奥氏体晶界扩展。     

冲击和非冲击疲劳载荷下裂纹扩展的研究

对几种典型材料分别进行了四点弯曲冲击和非冲击疲劳裂纹扩展试验。结果表明,相同ΔK条件下,冲击和非冲击疲劳裂纹扩展速率之间存在三种类型的关系,这三种类型的关系与材料在两种载荷制度作用下的微观断裂机制紧密相联,统一了过去在冲击和非冲击疲劳裂纹扩展对比试验中的矛盾结果。     

热处理参数对高碳钢低周疲劳裂纹扩展行为的影响

研究了高碳钢（1.0%C碳工钢;1.0%C,1.5%Cr轴承钢）经不同热处理后的疲劳裂纹扩展行为。试验结果表明：1.淬火温度、回火温度、疲劳裂纹扩展机制、二次碳化物尺寸、试样的淬硬深度等因素,均影响疲劳裂纹扩展速率da/dN。2.疲劳裂纹的扩展临界长度a c,仅受回火温度的影响。其它因素对a c值无可见的影响。3.高温淬火并低温回火后,疲劳裂纹沿原奥氏体晶界扩展。     

马氏体、贝氏体复合组织的疲劳断裂

本文在对马氏体、贝氏体复合组织常规机械性能测试的基础上,详细研究了马氏体、贝氏体复合组织中疲劳裂纹萌生和扩展的宏观规律和微观机理。根据这种分析,提出了利用马氏体、贝氏体复合组织获得既有最佳强韧配合又具有优良疲劳抗力的超高强度材料中的优化组织设计。     

不同温度淬火对45钢疲劳裂纹扩展行为的影响

对不同温度(760,800,840℃)淬火+350℃回火处理的45钢进行了疲劳裂纹扩展速率试验,得到了疲劳裂纹扩展速率曲线,研究了淬火温度对其疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:与840℃淬火(常规淬火)后的相比,760,800℃亚温淬火后试验钢组织中存在未溶铁素体,且800℃亚温淬火后的马氏体组织细小,韧性较好;试验钢的疲劳裂纹扩展速率曲线在裂纹稳定扩展阶段符合Paris公式,随着淬火温度的升高,裂纹扩展速率减小;疲劳断口分为裂纹低速扩展区、裂纹稳定扩展区和瞬断区3个区域,800℃亚温淬火后的低速扩展区相对平坦,稳定扩展区则比较粗糙,存在准解理形貌,瞬断区有明显的撕裂棱、剪切唇和韧窝形貌,高度差达到283.9μm左右,韧性断裂所占比例较大。     

高铬铸铁中残余奥氏体对冲击疲劳磨损的影响

采用MLD-10磨损试验机及附加装置研究高铬铸铁中残余奥氏体对冲击疲劳磨损的影响。试验得出,残余奥氏体可阻止疲劳裂纹的萌生和扩展,提高冲击疲劳抗力,降低冲击疲劳磨损。     

30CrNiMo8合金钢的弯曲微动疲劳特性

在不同弯曲载荷水平下,对30CrNiMo8合金钢进行了系统的弯曲微动疲劳试验,建立了其微动疲劳S-N曲线,讨论了其弯曲微动疲劳特性及相关规律。结果表明:30CrNiMo8钢弯曲微动疲劳的S-N曲线明显不同于常规疲劳的,呈现"C"曲线特征;随着弯曲载荷的增加,微动依次运行于部分滑移区、混合区和滑移区;在混合区,裂纹最易萌生且微动疲劳寿命最短;微动损伤区的磨损机制主要为磨粒磨损、氧化磨损和剥层;弯曲微动疲劳裂纹的扩展表现为三个不同的阶段,第一阶段裂纹斜向扩展,以接触应力控制为主,第二阶段裂纹转向,受接触应力和弯曲应力共同控制,第三阶段裂纹扩展方向变为垂直方向,以弯曲应力控制为主。     

(Ⅰ+Ⅲ)复合型疲劳裂纹扩展研究

采用斜裂纹矩形梁四点弯曲试件对低合金转子钢在(Ⅰ+Ⅲ)复合型加载条件下裂纹的起始扩展特点、疲劳门槛限以及裂纹扩展行为作了研究,对所得到的规律进行了分析和讨论,并与(Ⅰ+Ⅱ)复合型疲劳裂纹扩展特点作了比较。     

球墨铸铁的弯扭复合疲劳强度的研究

本文研究了机械制造中逐渐广泛应用的球墨铸铁QT60-2的复合疲劳抗力的基本规律,并与45钢（正火态）的复合疲劳抗力进行了对比,论证了球墨铸铁QT60-2代替45钢（正火态）作为轴类材料的合理性。