Cr-Mn奧氏體不銹鋼彎曲疲勞行為研究.pdf

1、Cr-Mn奧氏體不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性、低磁化性、良好的綜合力學性能等特點，被廣泛地應用于交通、航空、電力等重要領域。但在復雜的循環(huán)工況下，材料仍不可避免地出現(xiàn)不同程度的疲勞損傷，最終導致材料的失效。由于材料在低載荷下的疲勞破壞不易察覺，常常造成嚴重的后果，對循環(huán)載荷下服役材料的疲勞行為研究顯得尤為重要。
　　本文采用四點彎曲疲勞試驗結合有限元方法，分析研究了一種 Cr-Mn奧氏體鋼疲勞失效行為，確定了疲勞試樣的應力及疲勞壽命的

2、分布情況，進一步揭示不同應力水平下Cr-Mn奧氏體鋼疲勞裂紋的萌生、擴展及疲勞斷裂機理。
　　有限元模擬結果表明，試樣尺寸不同，兩加載輥之間的應力分布規(guī)律不同。通過對不同尺寸試樣的模擬應力云圖和實驗設定應力值對比分析，確定了受力分布相對均勻的合理試樣尺寸范圍。選取合理尺寸試樣進行疲勞壽命的模擬及實驗研究，疲勞壽命模擬結果表明在兩加載輥中間試樣疲勞壽命最短，疲勞斷裂易在此位置發(fā)生。
　　實驗結果表明大多數(shù)裂紋在主滑移帶{111

3、}<110>萌生，尤其在粗大的晶粒中；裂紋的擴展方向基本垂直于主應力的方向，通常只有少量初始裂紋（1-2條）導致試樣的最終失效；裂紋在晶界處發(fā)生偏轉，可以有效的抑制大多數(shù)裂紋的擴展。進一步對比分析了模擬疲勞壽命與實驗值及裂紋分布情況，模擬與實驗兩者一致性較好，可見有限元方法可以較準確的分析材料的應力狀態(tài)和預測材料的疲勞壽命。
　　有限元方法的引入，為材料疲勞行為的研究和疲勞壽命的預估提供了一種實用有效的新方法。結合疲勞試驗，探究