【摘要】：通過扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn),研究了15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的扭轉(zhuǎn)疲勞斷裂的裂紋擴(kuò)展行為和夾雜物尺寸與扭轉(zhuǎn)疲勞壽命之間的關(guān)系。得到了鋼的扭轉(zhuǎn)疲勞極限強(qiáng)度和τ-N曲線,15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的扭轉(zhuǎn)疲勞極限強(qiáng)度為350 MPa,扭轉(zhuǎn)疲勞壽命分散度較大。通過斷口觀察,發(fā)現(xiàn)15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的疲勞破壞模式以表面破壞和近表面破壞為主,主要由氧化物夾雜引起。通過計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子ΔK和裂紋擴(kuò)展門檻值ΔKth分析15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的疲勞裂紋擴(kuò)展的斷裂力學(xué)條件,試驗(yàn)鋼在斷裂過程中受載荷情況為,II型載荷—I型載荷—II型載荷—I+II型載荷,分別對(duì)應(yīng)起裂源區(qū)、纖維區(qū)、疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū);當(dāng)有大裂紋產(chǎn)生時(shí),則不會(huì)產(chǎn)生纖維區(qū),受載荷情況則為:II型載荷—I+II型載荷。通過公式推導(dǎo)和數(shù)據(jù)擬合得到夾雜物尺寸和15Cr14Co12Mo5Ni2鋼扭轉(zhuǎn)疲勞壽命的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)隨著夾雜物尺寸減小,鋼的τ-N曲線向高壽命區(qū)移動(dòng)。當(dāng)引起裂紋萌生的夾雜物尺寸小于5μm時(shí),在350 MPa應(yīng)力下,15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的扭轉(zhuǎn)疲勞壽命超過107循環(huán)周次。
[Abstract]:The crack propagation behavior of torsional fatigue fracture and the relationship between inclusion size and torsional fatigue life of 15Cr14Co12Mo5Ni2 steel were studied by torsional fatigue test. The torsional fatigue ultimate strength and tau-N curve of the steel are obtained. The torsional fatigue ultimate strength of 15Cr14Co12Mo5Ni2 steel is 350 MPa, and the dispersion of torsional fatigue life is large. Through fracture observation, it is found that the fatigue failure mode of 15Cr14Co12Mo5Ni2 steel is mainly surface failure and near-surface failure, which is mainly caused by oxide inclusions. The fracture mechanical conditions of fatigue crack propagation of 15Cr14Co12Mo5Ni2 steel are analyzed by calculating stress intensity factor 螖 K and crack growth threshold 螖 Kth. The load of test steel during fracture is as follows: type II load-type I load-type II load, corresponding to crack source zone, fiber zone, fatigue crack propagation zone and transient fracture zone, respectively. When there are large cracks, the fiber zone will not be produced, and the load condition is type II load-I II load. The relationship between inclusion size and torsional fatigue life of 15Cr14Co12Mo5Ni2 steel is obtained by formula derivation and data fitting. It is found that the 蟿-N curve of 15Cr14Co12Mo5Ni2 steel moves to high life zone with the decrease of inclusion size. When the size of inclusions causing crack initiation is less than 5 渭 m, the torsional fatigue life of 15Cr14Co12Mo5Ni2 steel exceeds 107cycles under 350 MPa stress.
【作者單位】： 昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;鋼鐵研究總院特殊鋼研究所;
【基金】：國(guó)家863計(jì)劃資助項(xiàng)目(201203A503)
【分類號(hào)】：TG142.1

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本文編號(hào)：2504812