中碳高强度弹簧钢NHS1超高周疲劳破坏行为

金属学报, 2007, 43(10): 1031-1036. doi: 10.3321/j.issn:0412-1961.2007.10.005

中碳高强度弹簧钢NHS1超高周疲劳破坏行为

聂义宏 ^1, , 惠卫军 ^2, , 傅万堂 ^3, , 翁宇庆 ^4, , 董瀚 ^5,

1.燕山大学材料科学与工程学院亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛,066004;钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心,北京,100081

2.钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心,北京,100081

3.燕山大学材料科学与工程学院亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛,066004

4.钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心,北京,100081;中国金属学会,北京,100711

5.钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心,北京,100081

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2004CB619104)

关键词：中碳高强度弹簧钢 , 超高周疲劳 , 鱼眼型断裂 , 疲劳裂纹扩展

ULTRA HIGH CYCLE FATIGUE BEHAVIOR OF A MEDIUM-CARBON HIGH STRENGTH SPRING STEEL NHS1

测试了中碳高强度弹簧钢NHS1的超高周(109 cyc)疲劳破坏行为,并利用FESEM对疲劳断口进行了观察.NHS1钢的S-N曲线呈台阶型,在109 cyc内疲劳极限消失.疲劳断口分析表明,在高应力幅区,实验钢的疲劳破坏主要起源于基体表面;而在低应力幅长寿命区,疲劳破坏主要起裂于试样内部的夹杂物,形成"鱼眼"型断裂.在夹杂物周围存在一个粗糙的粒状亮区(GBF).GBF区边界的应力场强度因子为3.6 MPa·m1/2,与疲劳寿命无关,该值与疲劳裂纹扩展的门槛值相等;"鱼眼"边界的应力场强度因子同样与疲劳寿命无关,约为10.6 MPa·m1/2.

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