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(xué)性能等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于交通、航空、電力等重要領(lǐng)域。但在復(fù)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(dǎo)致材料的失效。由于材料在低載荷下的疲勞破壞不易察覺(jué)，常常造成嚴(yán)重的后果，對(duì)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(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)結(jié)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(yīng)力及疲勞壽命的

2、分布情況，進(jìn)一步揭示不同應(yīng)力水平下Cr-Mn奧氏體鋼疲勞裂紋的萌生、擴(kuò)展及疲勞斷裂機(jī)理。
　　有限元模擬結(jié)果表明，試樣尺寸不同，兩加載輥之間的應(yīng)力分布規(guī)律不同。通過(guò)對(duì)不同尺寸試樣的模擬應(yīng)力云圖和實(shí)驗(yàn)設(shè)定應(yīng)力值對(duì)比分析，確定了受力分布相對(duì)均勻的合理試樣尺寸范圍。選取合理尺寸試樣進(jìn)行疲勞壽命的模擬及實(shí)驗(yàn)研究，疲勞壽命模擬結(jié)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(kuò)展方向基本垂直于主應(yīng)力的方向，通常只有少量初始裂紋（1-2條）導(dǎo)致試樣的最終失效；裂紋在晶界處發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以有效的抑制大多數(shù)裂紋的擴(kuò)展。進(jìn)一步對(duì)比分析了模擬疲勞壽命與實(shí)驗(yàn)值及裂紋分布情況，模擬與實(shí)驗(yàn)兩者一致性較好，可見(jiàn)有限元方法可以較準(zhǔn)確的分析材料的應(yīng)力狀態(tài)和預(yù)測(cè)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(yù)估提供了一種實(shí)用有效的新方法。結(jié)合疲勞試驗(yàn)，探究