第52卷 第1期

作者：薛春陽;楊夢夢;王連慶;

作者單位：1.北京科技大學(xué)新金屬材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2.北京科技大學(xué)國家材料服役安全科學(xué)中心

摘要：

隨著海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)施，海洋工程用鋼的服役性能越來越受到人們的關(guān)注。該文以80 mm厚EH47海洋工程用高強(qiáng)鋼為例，研究鋼板厚度方向不同位置處的微觀組織，開展厚度方向不同位置處的低周疲勞試驗(yàn)(應(yīng)變幅分別為±0.4%、±0.6%、±0.8%、±1.0%、±1.2%)，分析其微觀斷口及疲勞壽命的變化規(guī)律。結(jié)果表明：隨著取樣位置由鋼板表面向鋼板厚度中心位置變化，平均晶粒尺寸由1.9μm變?yōu)?.7μm，最大晶粒尺寸由13.4μm變?yōu)?6.3μm，低周疲勞壽命Nf分別由9 681、4 395、2 107、1 020、829降低為7 222、1 832、1 015、630、242。通過對試樣宏微觀斷口觀察發(fā)現(xiàn)，裂紋均在試樣表面形成裂紋源，裂紋萌生后擴(kuò)展并匯聚成主裂紋，形成裂紋擴(kuò)展區(qū)。裂紋萌生和擴(kuò)展區(qū)之間沒有明顯的邊界。表面位置試樣中存在少量二次裂紋，二次裂紋的存在可以有效降低裂紋擴(kuò)展驅(qū)動力，從而減緩裂紋擴(kuò)展速度，提高材料的疲勞壽命。此外，表面位置試樣斷口粗糙度明顯大于中心位置試樣，說明表面位置試樣裂紋擴(kuò)展路徑偏轉(zhuǎn)程度更大，因而其疲勞性能更好。該研究為海洋工程用鋼實(shí)際服役環(huán)境下疲勞性能的評估和使用提供了一定的數(shù)據(jù)和理論支撐。

關(guān)鍵詞：

海洋工程用鋼; 微觀組織; 低周疲勞; 裂紋擴(kuò)展路徑;

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