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外文题名:The study on mechanism and technology to recover fatigue damage in 45 steel and 40Cr steel
论文作者:郭廷良著
导师:王德俊,杨化仁教授指导
学科专业:机械设计与理论
副题名
外文题名
The study on mechanism and technology to recover fatigue damage in 45 steel and 40Cr steel
论文作者
郭廷良著
导师
王德俊,杨化仁教授指导
学科专业
机械设计与理论
学位级别
d 2001n
学位授予单位
东北大学
学位授予时间
2001
关键词
金属材料 疲劳损伤 热处理 钢
馆藏号
唯一标识符
108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.002180959
馆藏目录
BSLW 2003 TG142 3\ \
45钢是最常用的优质碳素结构钢,40Cr是合金结构钢,前者可用于大多数一般要求的机械零件,后者也是应用较多的材料,但是后者的综合机械性能要比45号钢好得多。二者的价格比,约是1:1.7左右。价格只供参...
45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。40Cr是我国GB的标准钢号,40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。调质处理后具有良好的综合力学性能,...
通常讲的40Cr圆钢是一种热扎(很少冷轧)的钢材。热扎就是轧钢过程中或轧钢之前需要对材料进行加热的,一般要加热到再结晶温度以上,然后冷凝之后形成的棒料,当然了我说的很简单,其中有很多的步骤的。但是40...
45钢与40Cr区别
45钢与 40Cr、40CrMo有的区别 45 钢的标准读法应该叫 “四五钢 ”,而不是四十五号钢。 40Cr 这种材料的含碳量为 0.37%~0.44%,比 45钢(0.42%~0.50%)略低,Si、Mn 的含量相当, 含 Cr0.80%~1.10%。 在热轧供货的情况下,这 1%的 Cr 基本不起作用,它俩的力学性能大体相当。由于 40Cr的价格比 45钢贵一半左右, 所以出于经济性的考虑能用 45 钢的就不用 40Cr。 平常分类 45钢属于 GB699“(优质)碳素结构钢 ”,40Cr属于 GB3077“合金结构钢 ”。区别就在于热处理以后。 Cr 在 热处理中的主要作用是提高钢的淬透性。由于淬透性提高,淬火(或调质)处理后 40Cr 的强度、硬度、冲击韧性等 机械性能也明显比 45钢高,但也是由于淬透性强,在淬火时 40Cr 的内应力也就比 45 钢大,同样的条件下 40Cr
45钢与40Cr区别
45钢与 40Cr、40CrMo 有的区别 45 钢的标准读法应该叫 “四五钢 ”,而不是四十五号钢。 40Cr这种材料的含碳量为 %~%,比 45 钢(%~%)略低, Si、Mn 的含量相当,含 %~%。 在热轧供货的情况下,这 1%的 Cr基本不起作用,它俩的力学性能大体相当。由于 40Cr的价格比 45钢贵一半左右, 所以出于经济性的考虑能用 45 钢的就不用 40Cr。 平常分类 45 钢属于 GB699“(优质)碳素结构钢 ”,40Cr 属于 GB3077“合金结构钢 ”。区别就在于热处理以后。 Cr 在 热处理中的主要作用是提高钢的淬透性。由于淬透性提高,淬火(或调质)处理后 40Cr的强度、硬度、冲击韧性等 机械性能也明显比 45钢高,但也是由于淬透性强, 在淬火时 40Cr的内应力也就比 45 钢大,同样的条件下 40Cr材料 的工件开裂倾向也就比 45钢材料的工件大。 因
疲劳是零件由于循环载荷引起的局部损伤的过程,是一个由包括零件裂纹萌生、扩展和最终断裂等组成的累积过程所导致产生的综合结果。在循环加载期间,在最高应力区域发生局部塑性变形,这种塑性变形引起零件的永久损伤和裂纹扩展。随着零件所承受的加载循环次数不断增加,裂纹长度(损伤)随之增加。在达到一定循环次数之后,裂纹将导致零件失效(断裂)。
通常,疲劳过程可以观察到裂纹成核、微观裂纹扩展、宏观裂纹扩展和最终断裂四阶段。
裂纹在接近高应力集中的局部剪切面上开裂,如稳定滑移带、夹杂物、疏松或晶粒不连续分布等,局部剪切面通常发生在晶粒表面或边界之内。在这一阶段,裂纹成核是疲劳过程的第一步。一旦裂纹成核并且持续施加循环载荷,裂纹就会沿着最大切应力面并通过晶粒边界扩展。
在工程应用中,将零件在裂纹成核和微观裂纹扩展期间的寿命长度称为裂纹萌生阶段,而将零件在宏观裂纹扩展期间的寿命长度称为裂纹扩展阶段。通常,对从萌生到扩展的过渡阶段无法做出精确的定义。钢制零件的裂纹萌生阶段一般占其疲劳寿命的大部分,特别是在高周疲劳状态下(约大于10000次循环)。在低周疲劳状态下(约小于10000次循环),疲劳寿命的大部分时间耗费在裂纹扩展。
一旦裂纹形成或者发生完全失效,就可以检查到疲劳失效的表面。弯曲或轴向疲劳失效通常会留下蛤壳状或海滩状斑纹,这些斑纹的名称源自断裂表面的形貌特征。裂纹成核区域位于壳的中央,裂纹像是从裂纹成核所在区域扩展开来的样子,通常呈辐射状,留下一个半椭圆形的图案。在某些情况下,通过检测裂纹部位所遗留海滩斑纹的尺寸和位置,可以识别裂纹扩展开始或者结束的不同阶段。海滩斑纹的线条呈条纹状与树干横断面的年轮线相似。这些条纹状呈现出在一个加载循环期间裂纹扩展的范围。与树类似,树每年长一圈,而疲劳损伤则在每个加载循环产生一个圈。在发生疲劳失效时,会出现一个最终的剪切裂痕,这是材料在失效之前对载荷的最后一点支撑。切变裂痕的尺寸取决于加载的类型、材料和其他条件。
所谓结构疲劳损伤,是指由于重复荷载作用而引起的结构材料性能衰减的过程,也就是通常所说的疲劳裂纹的发生、发展、形成宏观裂纹、发生破坏的全过程。疲劳损伤与普通损伤的最大区别在于随着荷载循环次数的增加,疲劳中的损伤存在一个累积的过程。
疲劳损伤(Fatigue Damage,FD)是由于循环载荷引起的裂纹起始及其持续扩展,这种损伤是一个累积的过程。
以飞机为例,与飞机的使用情况(飞行小时或起落次数)有关。必须制订一个检查要求,以保证在由于某种疲劳损伤造成任何飞机的剩余强度低于允许水平之前,提供探测疲劳损伤的最大可能性。
疲劳损伤评定应考虑:
(1)适用的剩余强度,包括多部位疲劳损伤的影响。
(2)适用的裂纹扩展率,包括多部位或多元件疲劳损伤的影响。
(3)与疲劳损伤扩展间隔相关的损伤检测期。疲劳损伤扩展间隔是从首次检测时间(门槛值)到所规定极限尺寸(临界的)之间的间隔。损伤检测期随着所应用的检查方法及检测概率而变化,并受结构部件或工艺的影响(如密封胶遮盖住损伤部位)。
(4)检查方法的检测标准。
(5)适用的检查等级和方法(如目视、无损检测),方位(如外部、内部检查)及重复检查问隔。