塑性區(qū)對(duì)耐磨板合金疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響

  耐磨板合金是目前公認(rèn)的最好的工程機(jī)械耐磨損材料之一,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。耐磨板合金具有優(yōu)異的耐磨性、韌性、加工性能。近30年對(duì)國(guó)產(chǎn)耐磨板的研究同樣表明,國(guó)產(chǎn)耐磨板合金同樣具有這些優(yōu)異的性能。

  關(guān)于耐磨板合金的耐磨疲勞性能,國(guó)外進(jìn)行了部分研究,但研究結(jié)果不相一致。國(guó)內(nèi)對(duì)耐磨板合金耐磨性疲勞性能的研究,目前還鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。

  科研人員結(jié)合國(guó)外的研究成果,部分參照ASTME647,研究了在飽和氧高溫高純水中,裂紋尖端處于小范圍屈服條件下,單向塑性區(qū)大小對(duì)國(guó)產(chǎn)耐磨板合金疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響。 試驗(yàn)研究對(duì)象為某公司提供的國(guó)產(chǎn)耐磨板合金,其主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:Ni60.03,Cr30.38,F(xiàn)e9.42,Cu0.13,Nb0.01,Mo0.07。合金經(jīng)真空熔煉后電渣重熔精煉,得到Φ150mm的鑄錠,熱軋成Φ25mm的棒材。棒材經(jīng)1050℃固溶后,經(jīng)750℃保溫15h脫敏化處理,加工成寬度16mm的緊湊拉伸試樣(CT)。脫敏化處理后,材料的室溫屈服強(qiáng)度為270MPa,325℃時(shí)的屈服強(qiáng)度為220MPa。

  通過(guò)在室溫空氣及325℃飽和氧高純水中進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn),研究單向塑性區(qū)大小rp對(duì)耐磨板合金疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響。結(jié)果表明:

 ?。?)同一頻率下,隨著rp的增加,裂紋擴(kuò)展速率CGR加快,但環(huán)境影響因子Fen未發(fā)生明顯變化。
  (2)國(guó)產(chǎn)耐磨板合金的裂紋為穿晶型擴(kuò)展,擴(kuò)展過(guò)程中伴隨著少量分支,載荷的變化對(duì)支裂紋數(shù)量沒(méi)有明顯的影響。
  (3)在飽和氧高溫高純水中,國(guó)產(chǎn)耐磨板合金斷口為典型的耐磨疲勞特征,裂紋擴(kuò)展形成韌性斷裂特征的山脊區(qū)和脆性疲勞斷裂的疲勞平臺(tái)。