本文關(guān)鍵詞：貝氏體鋼軌超高周疲勞行為的研究

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【摘要】：本論文以Mn-Si-Cr系列貝／馬復(fù)相高強(qiáng)鋼為研究對(duì)象,利用超聲疲勞試驗(yàn)機(jī)研究了三種不同熱處理工藝對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼超高周疲勞行為的影響。著重探討了不同組織類型對(duì)超高周疲勞S-N曲線、疲勞斷口、斷裂機(jī)理和裂紋擴(kuò)展行為的影響。 本文根據(jù)熱膨脹儀所測定的實(shí)驗(yàn)鋼的奧氏體化溫度Ac1、Ac3和CCT、TTT曲線,分析不同冷卻速率和等溫溫度對(duì)材料微觀組織的影響,并制定疲勞試樣的熱處理工藝。研究表明該材料具有良好的貝氏體淬透性,隨著冷速的增加,微觀組織由粒狀貝氏體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧钬愂象w/馬氏體復(fù)相組織。 三種不同熱處理工藝中,GG1和GG2試樣所獲得的針狀貝氏體/馬氏體復(fù)相組織具有良好的強(qiáng)韌性匹配,在超高周疲勞階段(Nf5×108),二者都有較高的疲勞強(qiáng)度,且疲勞裂紋均在高應(yīng)力狀態(tài)下萌生于試樣表面基體組織。GG3試樣的顯微組織主要為粒狀貝氏體、馬氏體和塊狀殘余奧氏體,其抗拉強(qiáng)度相對(duì)較低,塑性較高。但是,在超高周疲勞階段(Nf5×108), GG3試樣的疲勞強(qiáng)度相對(duì)較低,疲勞裂紋在高周和超高周階段均萌生于試樣內(nèi)部基體組織。研究還發(fā)現(xiàn),貝/馬復(fù)相鋼的基體組織與夾雜物的相容性較好,其臨界夾雜物尺寸顯著高于回火馬氏體。 本文所獲得不同類型的貝/馬復(fù)相鋼具有精細(xì)的組織結(jié)構(gòu),顯微組織中殘余奧氏體與貝/馬復(fù)相組織的配合,可以顯著提高材料的疲勞門檻值△Kth,降低疲勞裂紋擴(kuò)展速率da/dN。研究表明針狀貝氏體/馬氏體復(fù)相組織比粒狀貝氏體/馬氏體復(fù)相組織具有更高的疲勞門檻值△Kth。
【關(guān)鍵詞】：貝/馬復(fù)相鋼 超高周疲勞 內(nèi)部基體組織 疲勞門檻值△K_(th)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-26
• 1.1 選題的背景及意義11-12
• 1.2 傳統(tǒng)疲勞的研究發(fā)展12-13
• 1.3 高強(qiáng)度鋼的超高周疲勞研究現(xiàn)狀13-24
• 1.3.1 疲勞的分類13
• 1.3.2 超高周疲勞實(shí)驗(yàn)方法13-15
• 1.3.3 超高周疲勞的特征與機(jī)理15-20
• 1.3.4 超高周疲勞性能的影響因素20-24
• 1.4 研究思路及內(nèi)容24-26
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法26-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及熱處理工藝26-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法28-31
• 2.2.1 微觀組織觀察28
• 2.2.2 常規(guī)力學(xué)性能檢測28
• 2.2.3 超聲波疲勞實(shí)驗(yàn)28-29
• 2.2.4 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)29
• 2.2.5 EBSD樣品制備29-31
• 3 顯微組織與力學(xué)性能31-45
• 3.1 CCT曲線的測定及金相組織分析31-34
• 3.2 不同熱處理工藝的顯微組織和常規(guī)力學(xué)性能34-45
• 3.2.1 熱膨脹儀模擬與顯微組織分析34-37
• 3.2.2 EBSD對(duì)顯微組織的表征37-41
• 3.2.3 力學(xué)性能和沖擊斷口形貌41-45
• 4 貝/馬復(fù)相鋼的超高周疲勞特性45-57
• 4.1 熱處理工藝的ANSYS模擬分析45-46
• 4.2 超高周疲勞性能46-54
• 4.2.1 疲勞S-N特征曲線46-49
• 4.2.2 疲勞斷口特征49-52
• 4.2.3 內(nèi)部起裂源區(qū)的精細(xì)觀察52-54
• 4.3 貝/馬復(fù)相鋼的超高周疲勞斷裂機(jī)理研究54-57
• 4.3.1 貝/馬復(fù)相高強(qiáng)鋼臨界夾雜物尺寸的分析54-55
• 4.3.2 疲勞起裂機(jī)理的分析55-57
• 5 貝/馬復(fù)相鋼的裂紋擴(kuò)展特性57-61
• 5.1 貝/馬復(fù)相高強(qiáng)鋼的裂紋擴(kuò)展速率57-59
• 5.2 貝/馬復(fù)相高強(qiáng)鋼的裂紋擴(kuò)展路徑59-61
• 6 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 作者簡歷及攻讀碩士/博士學(xué)位期間取得的研究成果65-67
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：930394