【論文推薦】海洋工程用鋼不同厚度位置的低周疲勞行為研究

第52卷 第1期

作者：薛春陽;楊夢夢;王連慶;

作者單位：1.北京科技大學新金屬材料全國重點實驗室 2.北京科技大學國家材料服役安全科學中心

摘要：

隨著海洋強國戰略的實施，海洋工程用鋼的服役性能越來越受到人們的關注。該文以80 mm厚EH47海洋工程用高強鋼為例，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(應變幅分別為±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律。結果表明：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變為2.7μm，最大晶粒尺寸由13.4μm變為36.3μm，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現，裂紋均在試樣表面形成裂紋源，裂紋萌生后擴展并匯聚成主裂紋，形成裂紋擴展區。裂紋萌生和擴展區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展驅動力，從而減緩裂紋擴展速度，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展路徑偏轉程度更大，因而其疲勞性能更好。該研究為海洋工程用鋼實際服役環境下疲勞性能的評估和使用提供了一定的數據和理論支撐。

關鍵詞：

海洋工程用鋼; 微觀組織; 低周疲勞; 裂紋擴展路徑;

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