李伟
,
李强
,
鲁连涛
,
王平
机械工程材料
通过对试样断口的观察、断裂力学分析以及FRASTA仿真的方法,研究了GCr15钢在旋转弯曲加载下超长寿命疲劳破坏的机理,阐述了其内部裂纹萌生和扩展的力学条件,建立了颗粒状白色区域(GBF)的形成机理模型.结果表明:GCr15钢的内部破坏是由材料内部的非金属夹杂物引起的,并且在夹杂物的周围伴有GBF的形成,整个内部裂纹具有典型的"鱼眼"形貌特征;内部起裂是超长寿命疲劳破坏的典型特征.GBF的应力强度因子幅值△KG瓯(4～6 MPa·m1/2)是控制内部裂纹扩展的临界参数,并且其形成过程占据了超长寿命疲劳过程的绝大部分.
关键词:
GCr15钢超长寿命疲劳
,
裂纹
,
应力强度因子幅值
鲁连涛
,
盐泽和章
,
森井佑一
,
西野精一
金属学报
研究了高碳铬轴承钢超长寿命疲劳的破坏过程。结果表明, 在超长寿命区,约在疲劳寿命的5%---10%时疲劳裂纹首先在内部夹杂物处萌生, 由于夹杂物周围的球形碳化物开始从基体剥离, 在夹杂物周围形成许多不连续的微小裂纹。然后, 相邻的微小裂纹相互连接, 直到疲劳寿命的90\%以上,裂纹开始连续扩展。.
关键词:
轴承钢
,
null
,
null
李伟
,
李强
,
鲁连涛
,
王平
材料热处理学报
分别采用常规和超声疲劳的试验方法,结合断裂力学理论以及FRASTA仿真,开展了GCr15钢超高周疲劳破坏行为的研究.结果表明,根据裂纹萌生位置的不同,疲劳破坏分为表面和内部破坏两种,其中内部破坏伴有granular bright facet(GBF)现象的产生,整个内部裂纹具有"Fish-eye"形貌特征.材料的疲劳S-N曲线呈现持续下降的趋势,ΔKGBF(4～4.2MPa·m1/2)是控制内部裂纹扩展的临界参数,超声疲劳试验提高了材料的疲劳强度,高强度钢的超高周疲劳行为的研究应采用常规试验为主,超卢为辅的试验方法.
关键词:
GCr15钢
,
超高周疲劳
,
S-N曲线
,
GBF
,
裂纹
鲁连涛
,
盐泽和章
,
森井佑一
,
西野精一
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.10.012
研究了高碳铬轴承钢超长寿命疲劳的破坏过程.结果表明,在超长寿命区,约在疲劳寿命的5%-10%时疲劳裂纹首先在内部夹杂物处萌生,由于夹杂物周围的球形碳化物开始从基体剥离,在夹杂物周围形成许多不连续的微小裂纹.然后,相邻的微小裂纹相互连接,直到疲劳寿命的90%以上,裂纹开始连续扩展.
关键词:
轴承钢
,
超长寿命疲劳
,
内部疲劳裂纹
,
裂纹的萌生与扩展
,
断口分析
鲁连涛
,
李伟
,
张继旺
,
盐泽和章
,
张卫华
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.01.012
轴承钢GCr15旋转弯曲超长寿命疲劳实验获得的应力-寿命(S-N)曲线数据分散性较大且呈连续下降趋势,不能用台阶下降的S-N曲线描述.断口分析表明,在高应力幅区疲劳破坏主要起始于试样表面的加工划痕或夹杂物;随着应力幅的降低,疲劳破坏主要起始于试样内部的夹杂物.内部破坏均带有鱼眼特征,大部分的内部夹杂物周围带有颗粒亮区(GBF区).夹杂物尺寸的较大分散程度和小尺寸夹杂物的簇集是引起GCr15钢疲劳寿命分散性较大的因素.使用推定的GBF区成长率能够定量分析夹杂物尺寸对疲劳寿命分散程度的影响.
关键词:
超长寿命疲劳
,
轴承钢GCr15
,
S-N曲线
,
夹杂物
,
疲劳裂纹成长率
张继旺
,
鲁连涛
,
沈训梁
,
衣鸿飞
,
张卫华
金属学报
中碳车轴用钢的旋转弯曲疲劳实验结果表明,在其疲劳极限以上,应力-寿命数据满足三参数曲线关系,因此,其变幅应力作用下的疲劳损伤不能使用基于应力的线性累积损伤法则评估.本文结合中碳车轴用钢恒幅和高/低两级多次变幅应力的旋转弯曲疲劳实验数据,基于恒幅应力作用下S-N曲线倾斜部分曲线,提出了可用于材料在变幅旋转弯曲作用F的疲劳损伤评估的方法.该方法考虑材料在疲劳过程中发生的循环硬化或循环软化,通过塑性的循环本构关系将应力一寿命数据转换为符合线性关系的塑性应变～寿命数据,然后基于塑性应变满足线性累积损伤的条件,进行基于塑性应变的变幅应力疲劳损伤评估.
关键词:
变幅应力
,
循环本构
,
塑性应变
,
疲劳损伤
张艳斌
,
鲁连涛
,
薛弼一
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.04.013
对经过电解抛光、喷丸处理和喷丸处理再抛光的三种6151-T6铝合金试样的表面粗糙度及喷丸处理后试样表面硬化层的硬度进行测试.对三种表面状态不同的铝合金材料进行旋转弯曲疲劳实验.研究喷丸处理试样表面残余应力随疲劳实验的变化情况,以及喷丸处理对该铝合金疲劳性能的影响.结果表明:喷丸处理对材料疲劳性能的影响与加载的压应力水平有关.当加载的压应力与表面残余压应力之和不超过材料表面硬化层的循环屈服强度时,硬化层中的残余压应力在疲劳过程中不发生应力松弛,疲劳寿命得到大幅度提高;反之,将发生应力松弛现象,疲劳寿命的提高程度受残余压应力松弛程度的影响.此外,喷丸处理造成的材料表面粗糙度的增加,在全应力幅范围,使材料的疲劳寿命略有降低.
关键词:
铝合金
,
疲劳
,
喷丸
,
应力松弛
鲁连涛
,
盐泽和章
,
姜燕
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.05.014
深层滚压加工对高碳铬轴承钢超长寿命疲劳行为的研究表明:与深层滚压加工前相同,在高应力幅短寿命区,疲劳裂纹萌生于试样表面;由于表面压缩残余应力的影响,疲劳强度有所提高.在低应力幅长寿命区,疲劳裂纹萌生位置从未经深层滚压加工试样的次表面向深层滚压加工试样内部没有压缩残余应力和硬化层的位置转移;因弯曲应力梯度的影响,疲劳强度有了较大的提高.深层滚压加工可以提高高碳铬轴承钢在超长寿命区的旋转弯曲疲劳强度.
关键词:
超长寿命疲劳
,
滚压加工
,
S-N曲线
,
残余应力
,
轴承钢
张继旺
,
鲁连涛
,
张卫华
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.11.017
使用旋转弯曲疲劳试验机进行了中碳钢10~9cyc的疲劳实验,分析了直径100μm的钢球和陶瓷球喷丸处理后材料的疲劳性能及实验过程中残余应力的稳定性.与未喷丸试样相比,2种微粒子喷丸试样的疲劳极限分别提高了35%和23%.根据实验过程中对残余应力的跟踪测试,详细分析了残余应力松弛的过程及机理,阐述了疲劳极限提高机理及其控制因素.
关键词:
中碳钢
,
微粒子喷丸
,
应力松弛
,
疲劳极限
,
循环屈服强度
