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高频淬火35CrMo圆钢疲劳裂纹起始寿命的完善

作者:www.40cryg.cn 发布于:2019/3/2 23:45:17 点击量:

采用标准三点弯曲试样测试了高频淬火35CrMo圆钢的应变断裂韧度,并对高频淬火35CrMo圆钢进行SEM和TEM分析。提出了完善的疲劳裂纹起始寿命表达式和新的疲劳裂纹起始寿命估算方法。

高频淬火35CrMo圆钢的L-T和T-L取向KIC值分别为32.66MPa·m1/2和32.03MPa·m1/2,两者相差2%,表明试验合金平面应变断裂韧性各向异性差别较小。通过对高频淬火35CrMo圆钢疲劳裂纹的产生、扩展机理研究和试验,结合疲劳试验数据分析了高频淬火35CrMo圆钢疲劳裂纹扩展与疲劳寿命的关系。合金韧性T-L取向断面裂纹的扩展方向与轧制方向一致,裂纹沿着第二相粒子形成的断裂通道扩展,断口上韧窝排列具有明显的方向性;而L-T取向的裂纹扩展方向垂直于轧制方向,断口韧窝排列方向性不明显。粗大的Al6Mn相作为裂纹的萌生源对断裂韧性有不利影响,微米级Al6Mn相粒子也可以形成微裂纹,而纳米级Al3Sc相粒子通过钉扎位错和晶界可以稳定材料微观结构,减小亚晶界前沿位错堆积密度,大量经圆角滚压强化的球墨铸铁曲轴,疲劳试验运行107次在连杆颈与曲柄臂过度圆角产生微裂纹,该裂纹属于非扩展裂纹,故可以改善高频淬火35CrMo圆钢的断裂韧性。裂纹起始是马氏体或贝氏体板条间相对滑动形成微裂纹,继而连接、长大的过程;减少残余奥氏体量,提高屈服强度,可使冲击疲劳裂纹起始寿命增长;在一定条件下,超载可显著延长冲击疲劳起始寿命。

继续试验时裂纹不扩展,高频淬火35CrMo圆钢在该载荷下具有无限疲劳寿命,估算的裂纹起始寿命与实验结果符合很好。


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