采用拉-拉加載方式對等靜壓鈹材進(jìn)行高周疲勞試驗,根據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪制了S-N曲線,獲得其疲勞極限,并運用掃描電鏡觀察疲勞斷口形貌。結(jié)果表明,等靜壓鈹材在指定疲勞壽命10⁷次下的疲勞極限為385 MPa;疲勞裂紋萌生于鈹材試樣邊緣處,裂紋穿過晶界與相鄰晶粒內(nèi)的微裂紋連接合并長大;鈹材試樣發(fā)生瞬時解理斷裂,形成主要由疲勞源和放射區(qū)構(gòu)成的斷口形貌;疲勞源尺寸隨最大循環(huán)應(yīng)力的減小而增大。 

【文章來源】：稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2020,48(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

高周疲勞試驗用試樣

鈹屬于有色金屬,有色金屬的S-N曲線是無明顯水平線的,故直接用力學(xué)試驗測定理論疲勞極限是不可能的。因此,工程實踐中根據(jù)使用要求測定材料在指定疲勞壽命N=107次下的條件疲勞極限[8],已能滿足實際工程中的疲勞強(qiáng)度設(shè)計需求。分別在6個應(yīng)力水平下進(jìn)行疲勞試驗,得到鈹材在不同應(yīng)力條件下的疲勞壽命數(shù)據(jù),并繪制S-N曲線,如圖2所示。由圖2可知,在載荷應(yīng)力為385 MPa時,鈹材相對應(yīng)的疲勞壽命為107次。由于此點在平直區(qū)間,因此,可認(rèn)為385 MPa為等靜壓鈹材指定疲勞壽命為107次的疲勞極限。405 MPa為S-N曲線拐點,曲線在拐點前后發(fā)生了變化。載荷大于405 MPa范圍內(nèi)疲勞壽命曲線呈連續(xù)下降趨勢,此區(qū)域內(nèi)隨施加在試樣上載荷的減小,疲勞壽命緩慢增加,表明此區(qū)域內(nèi)材料的疲勞壽命受到的外力影響很小;S-N曲線斜率越大的區(qū)間,外力的影響越小。載荷小于405 MPa范圍內(nèi)S-N曲線呈現(xiàn)出平直的趨勢,此區(qū)域內(nèi)隨著施加在試樣上載荷的減小,疲勞壽命急劇增加,表明此區(qū)域內(nèi)材料的壽命受外力的影響很大;S-N曲線斜率越小的區(qū)間,外力的影響越大。因此,在長壽命區(qū),提高材料的強(qiáng)度可延長其應(yīng)力疲勞壽命;在短壽命區(qū),提高材料的塑性可延長其應(yīng)變疲勞壽命[9]。

由式(3)可知,在對數(shù)坐標(biāo)系中,應(yīng)力水平與疲勞壽命之間具有線性關(guān)系[10-12]。令x=lgN,y=lgσmax,采用最小二乘法原理對疲勞試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到鈹材的lgσmax-lgN疲勞壽命曲線,如圖3所示。由圖3看出,等靜壓鈹材的lgσmax-lgN疲勞壽命曲線為一條連續(xù)下降的曲線,隨著施加在試樣上載荷的降低,疲勞壽命逐漸延長。根據(jù)圖3得到回歸方程:


本文編號：3524104