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Q345R 鋼中微缺陷的裂紋萌生與擴(kuò)展

時(shí)間:2015-06-25 19:45:34 來源:中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng) 點(diǎn)擊量:1111

  金屬疲勞斷裂失效是工程結(jié)構(gòu)及機(jī)械零部件的主要失效形式之一,疲勞過程通常在表面生核,然后逐漸擴(kuò)展到整個(gè)斷面,涉及裂紋的萌生與擴(kuò)展。金屬疲勞學(xué)研究表明:疲勞裂紋總是最早萌生于結(jié)構(gòu)的表面,表面為平面應(yīng)力狀態(tài),其形核方式主要有滑移帶啟裂和夾雜啟裂。

  中國(guó)計(jì)量學(xué)院安全工程研究所的學(xué)者對(duì)壓力容器與壓力管道用鋼Q345R在低周疲勞下微孔(? 40~200 μm)的裂紋萌生與擴(kuò)展規(guī)律進(jìn)行了研究。研究表明小裂紋的萌生主要機(jī)理為滑移帶啟裂,并且由剪應(yīng)力起主導(dǎo)作用。微缺陷的尺寸、應(yīng)力幅等因素對(duì)疲勞壽命均有影響顯著,當(dāng)應(yīng)力幅值較低時(shí),微孔的尺寸對(duì)疲勞壽命有明顯影響。當(dāng)應(yīng)力幅值水平較高時(shí),小孔直徑對(duì)疲勞壽命的影響則不敏感。微觀缺陷尺寸存在臨界值,當(dāng)缺陷尺寸大于臨界值時(shí),疲勞壽命下降很快。在同一應(yīng)力幅水平下,裂紋萌生壽命與疲勞總壽命的比值(Nt/Nf)與微孔尺寸沒有關(guān)系,本試驗(yàn)的低周疲勞下約為10%~25%。

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