奥氏体——贝氏体球铁的组织与性能

本文研究了一种新型高强度球墨铸铁——奥氏体——贝氏体球铁.与铁素体及珠光体球铁相比,它不仅具有高强度,σ_b>100Kgf/mm~2,σ_(-1)>33kgf/mm~2,而且有高的塑性和韧性,δ_5>6%,K_(IC)=280Kgf/mm~(3/2).同时,其疲劳门坎值▽K_(tk)较高,而疲劳裂纹扩展速率(da)/(dN)较低.它的出现,扩大了球铁的使用范围,是球铁强韧化的一个重要发展.本文还探讨了奥氏体——贝氏体球铁的性能和组织间的关系.     

PCrMo铸钢裂纹扩展速率da/dN的测定

用表面直读法测定了PC_1Mc铸钢的疲劳裂纹扩展速率da/dN和门槛值△K_(th),可供对该钢种构件进行安全设计和疲劳寿命估算时参考.     

提高裂纹扩展门槛值和降低裂纹扩展速率的一种途径

本文探讨电子束辐射30CrMnSiA的TPB试样裂纹端部对裂纹扩展的门槛值△K_(th)及速率da/dN的影响,并分析其影响机理.结果表明,辐射能提高△K_(th)值1.2—1.5倍,并且能降低da/dN,延长使用寿命1.4—2.0倍.     

低应力强度疲劳裂纹扩展的某些问题

本文介绍了国外近年来在低应力强度疲劳裂纹扩展(LFCP)研究方面的一些情况,着重介绍了应力比R、材料强度、晶粒度和环境介质对LFCP的影响。当提高只或材料强度时,均可增加LFCP的da/dN 和降低(?)K_(tho)对铁素体-珠光体钢,粗化晶粒可以减少da/dN提高(?)K_(tho)对马氏体钢,晶粒度具有相反的影响。多数试验表明,在真空和惰性环境下可以降低LFCP的da/dN和提高(?)K_(tho)文章的后一部分,介绍了两个有关LFCP的模型。高强度钢的氢脆模型,把R、σ_y表征组织因素尺寸的ρ~*以及环境因素,对LFCP的影响联系起来了。应力松弛和循环蠕变模型,则解释了△K_t和△K_(th)的本质,并且说明了从大量试验归纳出来的△K_(ht)=0.7△K_t的简单定量关系。     

GCr15钢的疲劳和断裂

本文研究了热处理对GCr15轴承钢断裂韧性K_(Ic)和疲劳裂纹扩展速率da/dN的影响。试验结果表明:基体成分及组织是影响K_(Ic)和da/dN的主要因素;淬火加热温度升高,K_(Ic)降低,da/dN增快;提高回火温度,K_(Ic)增加,da/dN减慢,但在230℃回火时,因处于回火马氏体脆性区,K_(Ic)急烈下降,da/dN增加;在低温回火范围内,淬火加热温度对K_(Ic)和da/dN的影响远比回火温度对这两种力学性能指标的影响强烈。对GCr15钢疲劳断口和疲劳裂纹扩展过程观察后认为:在门槛区附近,疲劳裂纹的扩展以沿晶为主;中速区则以断续的再生核机制进行扩展;快速区至最后断裂阶段表现为准解理和沿晶断。     

40CrNiMo钢工程短疲劳裂纹扩展规律

对调质40CrNiMo钢光滑及缺口试样进行了旋转弯曲疲劳试验,利用塑性复型技术实现了对工程短疲劳裂纹扩展过程的显微观测、由实验获得光滑试样的短裂纹扩展可由方程do/dN=Bσ~nα予以确定性描述。对于缺口试样的应力接近屈服极限时,疲劳损伤表现为萌生大量的短裂纹体系,利用等效裂纹概念进行统计,缺口试样的短裂纹扩展具有与光滑试样相似的规律。     

工模具钢的疲劳裂纹扩展速率与门坎值

用三点弯曲疲劳试验测定了M2高速钢和含铌基体钢等三种工模具材料的疲劳裂纹扩展速率da/dN和门坎值ΔK_(th)并从合金成分和热处理工艺角度分析了显微组织的影响。试验结果表明,ΔK_(th)随基体韧性的皮善、残余奥氏体量的增加和晶粒尺寸的增大而提高。中速区的da/dN主要取决于基体韧性的好坏,较多韧性相使其减小,较大碳化物使其增大,而晶粒尺寸对其影响不明显。     

15MnTi疲劳裂纹扩展速率的研究

由于疲劳裂纹扩展速率(da)/(dN)决定于当时裂纹顶端附近的应力应变状态,本文根据线弹性范围内的Paris关系,提出三点弯曲试样在线弹性至全屈服范围内,(da)/(dN)应服从下述关系:(da)/(dN)=C_1(△J)~r。在计算了三点弯曲试样的丁极分后,我们分别得到高周疲劳和纸周疲劳的表达式,而且它们各与Paris关系和Coff-in-Manson关系相当,15MnTi的实验结果初步证明了这些表达式的正确性。     

复合型疲劳的一些实验特性

本文提出:复合型疲劳的开裂角与一次断裂的开裂角有性质上的不同,而个仅在表面上,尤其是有些裂纹状态,当K_(11)=0时(即纯Ⅰ型),疲劳裂纹并不沿着原裂纹方向扩展;相反地,有些裂纹状态,当K_(11)≠0时(即复合型),疲劳裂纹却沿着原裂纹方向扩展。其次是复合型的裂纹扩展速率da/dN与纯Ⅰ型的da/dN,其规律性也不一致。     

残余奥氏体对300M超高强度钢冲击疲劳性能的影响

研究了300M超高强度钢油淬和270度等温淬火组织中残余奥氏体（AR)对冲击疲劳性能的影响,结果表明,残余奥氏体量越多,冲击疲劳裂纹起始寿命N,越低,裂纹扩展速率da/dN越低,AR作为软相,使板条间易于相对滑移,产生微裂纹,Ag对da/dN影响的主要机制是裂纹尖端塑性区内的应奕诱发马氏体相变。     

表面强化对球铁疲劳裂纹萌生、扩展的影响

通过正火球铁表面滚压、软氮化后疲劳裂纹萌生、扩展的试验研究及电镜断口分析得出:表面软氮化、表面滚压均能有效地提高球铁的疲劳强度;滚压强化既能有效地阻止裂纹的萌生,又能大幅度地降低裂纹扩展速率;由于滚压强化层较深,有利的残余压应力分布层也深,故对原始态具有短裂纹的试样,滚压效果也很显著;滚压强化后其名义门坎值有大幅度提高,达▽K_(th名义)=66公斤/毫米~(3/2);软氮化及滚压强化后断口源区和早期扩展的特点为细质点、亚结构和不连续的分割条纹,使疲劳裂纹萌生抗力提高,裂纹扩展速率降低。     

用CTOD描述高应变区疲劳裂纹扩展速率

本文针对压力容器接管部位高应变区的特点,试用一种双面开键形槽的三点弯曲试件模拟其特征,其中以弹塑性断裂参量CTOD(δ)作为控制该区内裂纹疲劳扩展的主要参量,并采用双引伸计法动态测量CTOD.试验结果表明:在循环载荷作用下,高应变区在亚临界裂纹扩展范围内,疲劳裂纹扩展速率(da)/(dN)在双对数坐标上与裂纹尖端的张开位移△CTOD(△δ)呈线性关系:△CTOD可以作为控制高应变区应力循环和应变循环条件下,疲劳裂纹扩展速率的力学参量,且与(da)/(dN)呈Paris定律的形式.     

18Cr2Ni4WA钢不同组织形态及其机械性能之间关系

本文研究了18Cr2Ni4WA钢在相同温度下奥氏体化后,以不同速度冷却获得的组织形态和回火转变产物,以及它们在静态与动态下的宏观机械性能.并探讨了上述组织形态与材料基本机械性能之间的关系. 试验结果表明:低碳马氏体具有较好的综合机械性能,但对裂纹较敏感;以低碳马氏体为基,分布少量粒状贝氏体的复相组织,强度水平降低有限,但疲劳裂纹门槛值△K_(th)提高幅度很大,而裂纹扩展速率da/dN降低比较明显.这是发挥材料强韧化潜力的有效途径之一.     

U71Mn轨钢低周疲劳寿命的研究

通过对U71 Mn轨钢材料低周疲劳的试验,建立了Manson-Coffin关系式,从而为估算U71 Mn轨铜的低周疲劳寿命提供了依据,并根据尖锐缺口裂纹萌生的常规试验,提出了反映尖锐缺口曲率影响的弹塑性疲劳缺口系数K_f~p,据此建立了K_f~p与缺口裂纹萌生寿命N_i的关系.用这种方法同样可以预测材料的低周疲劳寿命.计算表明,两种方法的计算误差在10％以内.     

等温淬火球墨铸铁的组织与旋转弯曲疲劳性能

研究了一种ｃｕ－Ｍｏ球墨铸铁经６４３Ｋ、６１３Ｋ与５５３Ｋ等温淬火后的旋转弯曲疲劳性能与组织。结果表明，等温淬火球墨铸铁的疲劳寿命随塑性的上升与强度的下降而增高。具有奥贝基体的试样有着优秀的疲劳性能。这与文献中报导的结果一致。讨论了试样的组织与疲劳寿命的关系，指出球铁中的奥贝组织与大多数钢中的上贝氏体不同，因而等温淬火后球铁与钢的疲劳强度的变化具有相反的规律。     

两点法确定△Kth—R曲线

本文银据裂纹闭合效应(C.C.E)理论,用低R(R=K_(min)/K_(max))和高R的△K_(th)值两点确定△K_(th)～R曲线,进而确定门坎值的特征参数、裂纹扩展本征抗力△K_O和裂纹闭台应力强度因子K_(cl)。还简述了强度影响△K_(th),△K_O各种机制。     

短裂纹疲劳扩展规律的研究

通过试验研究机车车辆零部件的常用钢种35CrMo钢和42CrMo钢在不同应力比下（r=0.1,r=0.3),三点弯曲缺口试件的短裂纹扩展规律,得出短裂纹扩展规律为da/dN=C(△σ）^na.     

车轮钢形变断裂过程的原位研究及氢影响

在扫描电镜下对CL60车轮钢单边缺口薄试样(厚度≤0.5mm)进行了原位拉伸实验,并研究了氢的影响.在金相显微镜下观察了带预裂纹的厚度为30mm的楔形张开加载试样开裂过程.结果表明,对薄试样拉伸变形时,不论是否有氢,先共析铁素体优先发生塑性变形,微裂纹沿先共析铁素体与珠光体团的边界形核、扩展;在有氢的情况下,微裂纹更容易通过夹杂物的剥落或夹杂物与基体界面的分离而萌生;薄试样拉伸主要是韧窝断口;对厚试样,裂纹主要通过珠光体中渗碳体片层开裂而扩展,断口也因此主要呈解理特征.     

三点弯曲试样的应力双轴效应对疲劳裂纹扩展门槛值的影响

在测定某些钢材,例如35CrMoA,42CrMo,20CrMnTi,50CrMoA和轨钢的疲劳裂纹扩展门槛值时,普遍认为当三点弯曲试样的α/W<0.2时,ΔK_(th)值α/W(?)的减少而降低,只有当0.2<α/W<0.5时,ΔK_(th)值才趋于稳定.本文作者应用边界配置法计算了三点弯曲试样裂纹尖端应力场无奇异性的均匀横向分量,即应力双轴参数T.指出当三弯试样α/W<0.2时,T值很大.ΔK_(th)和T两者控制了对疲劳扩展有重要影响的过程区和塑性区.建议在测定三点弯曲试样的ΔK_(th)值时宜选用α/W=0.3～0.5.     

一种球墨铸铁疲劳断面的定量研究

本文研究了一种球墨铸铁(QT60-2)的疲劳断面。指出,除△K=62.9公斤/毫米~(3/2)外,在其他所有△K值范围内, 宏观裂纹扩展速率(dl/dN)与疲劳纹间距(S)之间,不存在对应关系。断口金相观察初步证明,石墨球的解理或脱开及主裂纹前端由于石墨球(它相当于显微空洞)的存在而加剧的三向应力,使基体除疲劳断裂外,在局部微小区域内,还出现了解理或微坑型断裂。这是导致它即使在相当低的宏观扩展速率范围内,dl/dN就大于S的重要原因。作者们还初步求得宏观扩展速率(dl/dN)与疲劳纹间距(S)的关系式如下: dl/dN=3.18×10~(-5)(△K)~(2.50)S