H13钢硬度对其热疲劳行为影响的试验和数值研究

通过热疲劳试验评价了H13钢硬度对其热疲劳行为的影响。同时,建立多场耦合数值模型研究热循环过程中H13钢的温度演变规律及应力累积过程,并进行寿命预测。试验结果表明,硬度为46 HRC试样的热疲劳损伤因子最小,抗热疲劳性能最佳。数值结果表明,在感应加热阶段,试样中心截面形成两个对称分布的弯月形高温区;在空冷均温阶段,弯月形高温区将向心部扩展;空冷结束时,中心截面上高温区位于表面和心部之间。不同硬度试样随热循环次数的增加其等效应力呈现累积效应,尤其在热疲劳裂纹形成部位,硬度为46 HRC试样的等效应力值最小,累积速率最慢,热疲劳寿命最高。