贝/马复相钢超高周疲劳非夹杂起裂机理的研究
发布时间：2022-11-12 17:08
贝/马复相钢由于其具有优异的力学性能,在轨道交通、建筑机械等领域展现出广阔的应用前景。本文以国家自然科学基金面上项目“贝/马复相高强钢超高周疲劳行为及非夹杂起裂机理的研究”中所涉及到的研究目标为主要内容,同时也是在国家“973”重大基础课题的子课题“高性能新型贝氏体轮轨材料研究”的基础上,研究了典型贝/马复相钢的超高周疲劳特性及起裂机理。本文以工业化生产的贝氏体钢轨为实验对象,通过不同的热处理工艺获得三种典型的贝/马复相钢的组织类型,其中由于SG1试样的显微组织由针状贝氏体、板条贝氏体和板条马氏体构成,拥有良好的强韧性匹配,因此选择SG1试样与SG4试样（模拟工业化生产的钢轨实际冷却工艺）应用超声疲劳实验（振动频率为20000Hz）研究了两者的超高周疲劳行为。通过统计疲劳断口参数与疲劳寿命的关系以及对非夹杂起裂源区的精细观察,深入分析了贝/马复相钢超高周疲劳裂纹萌生过程中夹杂物因素与组织因素对其的影响,同时研究了贝/马复相钢超高周疲劳内部非夹杂起裂的机理。研究发现,在超高周疲劳的过程中,裂纹在GBF区的扩展寿命与在鱼眼区的扩展寿命共同影响着贝/马复相钢的疲劳寿命,不同因素导致裂纹萌生形...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 空冷贝氏体钢简介
1.2.1 Mo-B系贝氏体钢简介
1.2.2 Mn-B系贝氏体钢简介
1.3 高强钢常规疲劳特性
1.3.1 高强钢的常规疲劳行为
1.3.2 夹杂物对高强钢的常规疲劳行为的影响
1.3.3 显微组织对高强钢的常规疲劳行为的影响
1.3.4 高强钢常规疲劳裂纹萌生与扩展简介
1.4 高强钢超高周疲劳研究现状
1.4.1 超声波疲劳试验方法及原理
1.4.2 超高周疲劳的特征与机理
1.4.3 超高周疲劳的影响因素
1.4.4 贝/马复相钢超高周疲劳的研究现状
1.5 研究思路及内容
2 实验材料及研究方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.2.1 常规力学性能检测
2.2.2 超声波疲劳实验原理
2.2.3 显微组织观察
2.2.4 夹杂物等级评定
3 显微组织与常规力学性能
3.1 不同热处理制度的金相组织及常规力学性能
3.1.1 热处理制度
3.1.2 显微组织分析
3.1.3 常规力学性能
3.2 实验钢的夹杂物水平测定
3.3 本章小结
4 贝/马复相钢的超高周疲劳特性
4.1 实验钢的超高周疲劳性能
4.1.1 S-N曲线
4.1.2 贝/马复相钢超高周疲劳断口特征
4.2 贝/马复相钢超高周疲劳断口参数特征
4.2.1 实验钢的断口参数统计
4.2.2 两种起裂方式与疲劳寿命的关系
4.3 本章小结
5 非夹杂起裂特征区显微组织的演变分析
5.1 贝氏体铁素体对超高周疲劳性能的影响
5.1.1 FIB技术浅析
5.1.2 起裂源区的精细观察
5.2 M/A岛对超高周疲劳性能的影响
5.2.1 M/A岛的形成
5.2.2 M/A岛在疲劳裂纹形成中的作用
5.3 本章小结
6 结论
参考文献
附录A 超高周疲劳试样断口参数统计
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚焦离子束（FIB）及其应用[J]. 韩伟,肖思群. 中国材料进展. 2013(12)
[2]一种新型胀断连杆用中碳非调质钢[J]. 惠卫军,刘智雄,张英建,陈思联,董瀚. 钢铁. 2012(01)
[3]环境介质对40Cr结构钢高周和超高周疲劳行为的影响[J]. 钱桂安,洪友士. 金属学报. 2009(11)
[4]高频载荷下高强钢的超高周疲劳及热耗散研究[J]. 薛红前,杨斌堂,C.Bathias. 材料工程. 2009(03)
[5]超高周疲劳的研究进展[J]. 关昕,孟延军. 钢铁研究. 2009(01)
[6]60Si2CrVA高强度弹簧钢的超高周疲劳破坏行为[J]. 赵海民,惠卫军,聂义宏,翁宇庆,董瀚. 材料研究学报. 2008(05)
[7]40CrNiMoA钢不同微观组织超声疲劳寿命研究[J]. 邵红红,蒋小燕,张道军. 材料工程. 2008(05)
[8]氢对高强弹簧钢50CrV4超高周疲劳性能的影响[J]. 李永德,李守新,杨振国,柳洋波,戎利建,惠卫军,翁宇庆. 金属学报. 2008(01)
[9]中碳高强度弹簧钢NHS1超高周疲劳破坏行为[J]. 聂义宏,惠卫军,傅万堂,翁宇庆,董瀚. 金属学报. 2007(10)
[10]Mo在新型空冷低碳Mn-Si-Cr系贝氏体钢中的作用[J]. 谭谆礼,白秉哲,方鸿生. 金属热处理. 2007(09)
博士论文
[1]贝/马复相钢超高周疲劳行为及非夹杂起裂机理研究[D]. 赵平.清华大学 2016
[2]Mn-Si-Cr系贝/马复相高强钢超高周疲劳行为及机理研究[D]. 于洋.清华大学 2010
[3]40Cr、50车轴钢超高周疲劳性能研究及疲劳断裂机理探讨[D]. 王弘.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]贝氏体钢轨超高周疲劳行为的研究[D]. 张宝祥.北京交通大学 2015
[2]非对称超高周疲劳实验研究[D]. 闫桂玲.西南交通大学 2005
本文编号：3706750
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 空冷贝氏体钢简介
1.2.1 Mo-B系贝氏体钢简介
1.2.2 Mn-B系贝氏体钢简介
1.3 高强钢常规疲劳特性
1.3.1 高强钢的常规疲劳行为
1.3.2 夹杂物对高强钢的常规疲劳行为的影响
1.3.3 显微组织对高强钢的常规疲劳行为的影响
1.3.4 高强钢常规疲劳裂纹萌生与扩展简介
1.4 高强钢超高周疲劳研究现状
1.4.1 超声波疲劳试验方法及原理
1.4.2 超高周疲劳的特征与机理
1.4.3 超高周疲劳的影响因素
1.4.4 贝/马复相钢超高周疲劳的研究现状
1.5 研究思路及内容
2 实验材料及研究方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.2.1 常规力学性能检测
2.2.2 超声波疲劳实验原理
2.2.3 显微组织观察
2.2.4 夹杂物等级评定
3 显微组织与常规力学性能
3.1 不同热处理制度的金相组织及常规力学性能
3.1.1 热处理制度
3.1.2 显微组织分析
3.1.3 常规力学性能
3.2 实验钢的夹杂物水平测定
3.3 本章小结
4 贝/马复相钢的超高周疲劳特性
4.1 实验钢的超高周疲劳性能
4.1.1 S-N曲线
4.1.2 贝/马复相钢超高周疲劳断口特征
4.2 贝/马复相钢超高周疲劳断口参数特征
4.2.1 实验钢的断口参数统计
4.2.2 两种起裂方式与疲劳寿命的关系
4.3 本章小结
5 非夹杂起裂特征区显微组织的演变分析
5.1 贝氏体铁素体对超高周疲劳性能的影响
5.1.1 FIB技术浅析
5.1.2 起裂源区的精细观察
5.2 M/A岛对超高周疲劳性能的影响
5.2.1 M/A岛的形成
5.2.2 M/A岛在疲劳裂纹形成中的作用
5.3 本章小结
6 结论
参考文献
附录A 超高周疲劳试样断口参数统计
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚焦离子束（FIB）及其应用[J]. 韩伟,肖思群. 中国材料进展. 2013(12)
[2]一种新型胀断连杆用中碳非调质钢[J]. 惠卫军,刘智雄,张英建,陈思联,董瀚. 钢铁. 2012(01)
[3]环境介质对40Cr结构钢高周和超高周疲劳行为的影响[J]. 钱桂安,洪友士. 金属学报. 2009(11)
[4]高频载荷下高强钢的超高周疲劳及热耗散研究[J]. 薛红前,杨斌堂,C.Bathias. 材料工程. 2009(03)
[5]超高周疲劳的研究进展[J]. 关昕,孟延军. 钢铁研究. 2009(01)
[6]60Si2CrVA高强度弹簧钢的超高周疲劳破坏行为[J]. 赵海民,惠卫军,聂义宏,翁宇庆,董瀚. 材料研究学报. 2008(05)
[7]40CrNiMoA钢不同微观组织超声疲劳寿命研究[J]. 邵红红,蒋小燕,张道军. 材料工程. 2008(05)
[8]氢对高强弹簧钢50CrV4超高周疲劳性能的影响[J]. 李永德,李守新,杨振国,柳洋波,戎利建,惠卫军,翁宇庆. 金属学报. 2008(01)
[9]中碳高强度弹簧钢NHS1超高周疲劳破坏行为[J]. 聂义宏,惠卫军,傅万堂,翁宇庆,董瀚. 金属学报. 2007(10)
[10]Mo在新型空冷低碳Mn-Si-Cr系贝氏体钢中的作用[J]. 谭谆礼,白秉哲,方鸿生. 金属热处理. 2007(09)
博士论文
[1]贝/马复相钢超高周疲劳行为及非夹杂起裂机理研究[D]. 赵平.清华大学 2016
[2]Mn-Si-Cr系贝/马复相高强钢超高周疲劳行为及机理研究[D]. 于洋.清华大学 2010
[3]40Cr、50车轴钢超高周疲劳性能研究及疲劳断裂机理探讨[D]. 王弘.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]贝氏体钢轨超高周疲劳行为的研究[D]. 张宝祥.北京交通大学 2015
[2]非对称超高周疲劳实验研究[D]. 闫桂玲.西南交通大学 2005
本文编号：3706750
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3706750.html
