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时效温度对高强板疲劳性能的影响

作者: 发布于:2021-7-28 7:58:34 点击量:

天津宏昌隆公司作为专业生产钢板厂家,在此介绍时效温度对高强板疲劳性能的影响,希望对大家会有帮助。
      20世纪60年代,国际镍公司(INCO)开发出具有较高应用价值的超高强度高强板,这种钢具有优异的强韧性配比、良好的焊接及冷热加工性能,并且热处理工艺简单,可用于制造重要的承力构件,被广泛应用于航空、航天等尖端领域。对于马氏体钢,其在循环过程中一般表现为循环软化的特征,降低了小应变范围内的疲劳寿命,甚至得不到稳定的疲劳极限。铬的力学性能和微观组织有显著影响,这在一定程度上影响着材料的低周疲劳性能。为此,本项目通过轴向恒应变幅控制的低周疲劳试验,研究了不同时效温度对高强板低周疲劳性能的影响,对其循环应力响应曲线和滞后回线进行了理论分析,并对疲劳断口进行观察分析,以期为该钢在工程应用中的疲劳破坏行为提供参考。
高强板采用真空感应+真空自耗重熔的双真空冶炼,主要化学成分(质量分数,%)为17.89Ni、7.8Co、4.96Mo、0.4Ti、0.09Al,余量Fe。钢锭经过1200℃长时均质化处理后锻造成材。拉伸试样尺寸为:标距段直径d=5mm,长度l=5d;光滑低周疲劳试样尺寸为:标距段直径Φ6.35mm,长度110mm。热处理工艺为:820℃固溶1h后空冷,分别在460、480、550℃温度下时效5h后空冷。采用光学金相(OM)、扫描电镜和疲劳寿命测试等方法研究了高强板在不同时效温度下的疲劳性能。结果表明:

 (1)经不同时效温度处理后试样的显微组织均为板条马氏体,时效温度升高,马氏体板条发生分解;随时效温度升高,试样的强度先升高后降低,在480℃时效时试样的强度达到最大值。
  (2)在小应变幅疲劳加载条件下,试样表现出循环软化特性,时效温度为480℃时,软化程度较小;高铬耐磨钢板试样的疲劳滞后回线几乎为直线,疲劳变形行为以弹性变形为主,塑性应变量较小,疲劳过程中损伤较小。
  (3)不同温度时效处理的试样,疲劳断口处的疲劳裂纹萌生于试样表面的夹杂物处或机加工刀痕处,在裂纹扩展过程中,疲劳条带与裂纹扩展方向垂直,且疲劳条带形态、瞬断区形貌均随时效温度的变化而不同。
  (4)时效温度主要通过影响微观组织而影响试样的低周疲劳性能,在不同时效温度下试样的疲劳性能和强度的变化趋势基本一致,试样在480℃时效可获得最佳的疲劳性能和强度。