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晶粒尺寸对42CrMoVNb钢超高周疲劳性能的影响

张永健惠卫军项金钟董瀚翁宇庆

金属学报

研究了不同热处理制度下得到的3种具有不同晶粒尺寸的42CrMoVNb高强度钢的超高周疲劳性能. 结果表明, 超高周疲劳强度和疲劳强度比并不随晶粒尺寸的减小而单调提高, 中等晶粒尺寸的试样具有最高的疲劳强度和疲劳强度比. SEM断口观察表明, 绝大部分试样的疲劳裂纹起源于夹杂物. 随着疲劳断口裂纹源夹杂物处应力强度因子幅ΔKinc的减小, 疲劳寿命Nf增加; 而在夹杂物周围的粗糙粒状区域(GBF)的应力强度因子幅ΔKGBF并不随Nf变化而变化, 基本为一常数, 且粗晶粒试样的ΔKGBF高于细晶粒试样. 这表明, 细化晶粒对高强度钢的超高周疲劳性能有着复杂的影响,存在一个合理的细化晶粒范围.

关键词: 42CrMoVNb高强度钢 , grain size , ultra--high--cycle fatigue , fatigue crack initiation site , inclusion

晶粒尺寸对42CrMoVNb钢超高周疲劳性能的影响

张永健 , 惠卫军 , 项金钟 , 董瀚 , 翁宇庆

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.07.018

研究了不同热处理制度下得到的3种具有不同晶粒尺寸的42CrMoVNb高强度钢的超高周疲劳性能.结果表明,超高周疲劳强度和疲劳强度比并不随晶粒尺寸的减小而单调提高,中等晶粒尺寸的试样具有最高的疲劳强度和疲劳强度比.SEM断口观察表明,绝大部分试样的疲劳裂纹起源于夹杂物.随着疲劳断口裂纹源夹杂物处应力强度因子幅△Kinc的减小,疲劳寿命Nf增加;而在夹杂物周围的粗糙粒状区域(GBF)的应力强度因子幅△KGBF并不随Nf变化而变化,基本为一常数,且粗晶粒试样的△KGBF高于细晶粒试样.这表明,细化晶粒对高强度钢的超高周疲劳性能有着复杂的影响,存在一个合理的细化晶粒范围.

关键词: 42CrMoVNb高强度钢 , 晶粒尺寸 , 超高周疲劳 , 疲劳源 , 夹杂物

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