42CrMo钢的超长寿命疲劳性能与最大夹杂的评估

摘要

传统上钢铁材料的疲劳性能的研究主要集中在低的循环周次范围，对于高周次、超高周次循环的疲劳性能的研究较少。但是随着工业技术的发展，在许多领域对设备和构件的可靠性和效率的要求越来越高。所以对高周疲劳的研究就显得很有必要。本文采用超声疲劳技术对某一商用42CrMo高强钢进行超高周次疲劳性能的研究，同时采用SEM观测其断口形貌分析其疲劳断裂机理。 实验分析发现，高强钢的超高周次疲劳的S-N曲线与传统的S-N曲线有些不同，传统意义上的疲劳极限消失了。高强钢的疲劳裂纹源都有两种，一种在表面的夹杂处，另一种在内部的夹杂处。通常裂纹源在表面的夹杂比较小。距表面越远，夹杂越小的其疲劳寿命也越大。 钢中最大夹杂严重的影响着其疲劳行为和其他的力学性能，因此，如何对其最大夹杂的尺寸进行评估就显得很重要。本文的另一个方面的内容就是采用两种极值统计方法(SEV,GPD)对此商用42CrMo钢中的最大夹杂尺寸进行评估，并且预测了其对应的疲劳强度。与实验结果比较发现：两种方法预测的夹杂大小及疲劳强度和超声疲劳实验的结果接近，且在一定的小体积范围内SEV方法预测的最大夹杂尺寸与实验结果更相近。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题的研究背景

1.2国内外相关领域的研究概况

1.2.1传统疲劳的研究状况

1.2.2超长寿命疲劳的研究进展

1.2.3钢中夹杂的评估

1.3本文研究的主要内容

1.3.1本文研究的主要目的和意义

1.3.2本文的主要内容

第二章42CrMo钢的超声疲劳性能

2.1引言

2.2超声疲劳实验

2.2.1超声疲劳实验的设备

2.2.2超声疲劳实验原理

2.2.3实验材料试样的制备

2.2.4实验条件

2.3.1超声疲劳应力—寿命(S-N)曲线

2.3.2疲劳断口分析

2.3.3讨论

2.4本章小结

第三章42CrMo钢中最大夹杂尺寸的评估

3.1引 言

3.2实验原理

3.2.1 SEV方法

3.2.2 GPD方法

3.3实验过程

3.3.1实验的材料与金相测量方法

3.3.2 SEV方法的预测过程

3.3.3 GPD方法的预测过程

3.3.4计算程序

3.4实验结果与讨论

3.5本章小结

第四章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢