拉扭应力幅比对车轴钢疲劳短裂纹行为的影响
发布时间：2021-06-03 22:31
金属材料的失效一半以上源于疲劳破坏,而对承受交变载荷为主的光滑结构或零部件,短裂纹的萌生与扩展占疲劳总寿命70%以上。LZ50钢作为我国车辆常用材料,由其加工的车轴长期服役于各种恶劣环境中,承受的载荷形式复杂多变。基于单一载荷或单一加载路径下的疲劳性能参量开展实际工程结构疲劳寿命预测或安全评价,可能得到偏于危险或过于保守的结论。基于此,本文开展7种拉扭载荷复合加载路径下LZ50钢光滑漏斗圆棒试样的疲劳短裂纹复型试验,研究不同拉扭应力幅比对短裂纹行为的影响。1.完成了7种载荷路径下的短裂纹复型试验。结果表明无论哪种路径,短裂纹扩展率均会出现两次明显降速,且降速时裂纹尺寸与微观结构障碍尺寸基本对应;随着拉扭应力幅比减小,相同短裂纹尺度下的扩展速率减小,短裂纹萌生与扩展周期缩短。2.对比7种加载路径,随着拉扭应力幅比的降低,疲劳断裂面和试样轴向的夹角也不断减小,试样寿命逐渐增加。对断口进行了SEM观测,可见随着拉扭应力幅比的降低,裂纹萌生从单裂纹源逐渐过渡为多裂纹源;裂纹源区形貌从河流散射状与疲劳条纹共存过渡为擦痕与疲劳条纹共存;扩展区从疲劳条纹为主过渡为擦伤痕迹为主;瞬断区从数量多且呈圆形...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种载荷下的裂纹扩展与轴向夹角
材料轴在服役过程中主要承受旋转弯曲载荷，同时还会受到拉、扭、冲击等作用，服役环境恶劣，以车轴常用材料 LZ50 钢为对象开展短裂纹试验研轴的制造、运用和管理具有较大意义。 2-1 所示为试验用材料 LZ50 车轴钢钢坯，经过两次单独的热处理：第一次 2.5 小时正火，第二次在 800℃下保温 2.5 小时正火，最后，570℃保温 1理。经过这两次正火和一次回火后，其性能须满足 TB2945-1999，《铁道钢车轴及钢坯技术条件》[59]的要求。LZ50 钢的化学成分（除 Fe 外）如表表 2-1 LZ50 钢化学成分表名 C SiMnCrNiCuAL P %） 0.47 0.26 0.78 0.02 0.028 0.15 0.021 <0.014
西南交通大学硕士研究生学位论文 第体+片层状珠光体”及带状珠光体间距结构：图 2-2a 可明显看出材料的带状带状分布与加工工艺相关；放大观察倍数，从图 2-2b 可看出穿插分布的铁体，其中，铁素体的大小、取向、分布的间距错综复杂，具有较大分散性，径平均值为 19μm 左右，带状间距范围在 80~200μm；当放大至 1000 倍以和图 2-2d，能够更清晰的看出白色铁素体和片层状珠光体的分布，其形状分散性较大。
本文编号：3211372
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种载荷下的裂纹扩展与轴向夹角
材料轴在服役过程中主要承受旋转弯曲载荷，同时还会受到拉、扭、冲击等作用，服役环境恶劣，以车轴常用材料 LZ50 钢为对象开展短裂纹试验研轴的制造、运用和管理具有较大意义。 2-1 所示为试验用材料 LZ50 车轴钢钢坯，经过两次单独的热处理：第一次 2.5 小时正火，第二次在 800℃下保温 2.5 小时正火，最后，570℃保温 1理。经过这两次正火和一次回火后，其性能须满足 TB2945-1999，《铁道钢车轴及钢坯技术条件》[59]的要求。LZ50 钢的化学成分（除 Fe 外）如表表 2-1 LZ50 钢化学成分表名 C SiMnCrNiCuAL P %） 0.47 0.26 0.78 0.02 0.028 0.15 0.021 <0.014
西南交通大学硕士研究生学位论文 第体+片层状珠光体”及带状珠光体间距结构：图 2-2a 可明显看出材料的带状带状分布与加工工艺相关；放大观察倍数，从图 2-2b 可看出穿插分布的铁体，其中，铁素体的大小、取向、分布的间距错综复杂，具有较大分散性，径平均值为 19μm 左右，带状间距范围在 80~200μm；当放大至 1000 倍以和图 2-2d，能够更清晰的看出白色铁素体和片层状珠光体的分布，其形状分散性较大。
本文编号：3211372
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