含夹杂物和疏松缺陷的车轮材料疲劳性能对比研究

摘要

通过超声波探伤确定缺陷在CL65车轮轮辋中的位置,取出了含有缺陷的毛坯试样,并加工成疲劳试样。在岛津电液伺服疲劳试验机上进行疲劳试验,获得含缺陷试样的疲劳寿命,并分析了缺陷的形状、尺寸与化学成分。结果表明,疏松缺陷的主要成分为MnS,夹杂物缺陷的主要成分为硬质氧化物,含疏松缺陷试样的疲劳寿命高于含夹杂物缺陷试样。结合镶嵌应力理论建立有限元模型,分析了两种缺陷对车轮材料疲劳性能影响的差异。与夹杂物缺陷相比,疏松缺陷和基体界面上的镶嵌应力显著降低,缺陷周围应力集中程度小。因此,含MnS疏松对车轮材料疲劳性能的危害程度明显小于氧化物夹杂。