PDF《高氮奥氏体不锈钢室温疲劳断口分析1》

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1 - 高氮奥氏体不锈钢室温疲劳断口分析1 刘瑜,戴起勋,陈康敏,袁志钟,韩剑,高佩,吉晓霞 江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江(212013) E-mail: [email protected] 摘要:研究了新型高氮奥氏体不锈钢 24Mn18Cr3Ni0.62N 在室温条件下拉-拉疲劳行为, 并对疲劳断口形貌进行观察分析.结果表明:S-N 曲线呈阶梯状下降趋势,平缓区对应载荷 应力约为

410 Mpa,为条件疲劳强度;

疲劳断口特征明显,可清晰的观察到疲劳条带、解理 台阶、沿晶裂纹、瓦纳线以及二次裂纹. 关键词:高氮奥氏体不锈钢;

疲劳试验;

S-N 曲线;

断口分析 中图分类号:TG142.35

1 前言 随着国防、能源、交通等现代化工业的快速发展,世界各国急需研究与开发各种低温、 无磁、高性能条件下的新型奥氏体钢材,因此这一问题得到世界各国的高度重视.由于各种 低温技术的温度、应力等使用条件的不同,所需的结构材料的性能也要求不同.尤其在交变 应力载荷下工作的机械零件,服役较长时间后突然发生断裂,这种现象称为金属的疲劳[1] . 疲劳断裂在断裂时没有明显的塑性变形,断裂往往是突发的,因此具有较大的危险性,常常 造成严重的事故. 随着低温技术和高新技术的不断发展, 奥氏体不锈钢也经常在疲劳环境中 使用,环境温度也有高温、常温、低温,甚至超低温.所以对奥氏体不锈钢,特别是新开发 研究的奥氏体不锈钢进行各种疲劳性能和疲劳行为的研究具有十分重要的意义[2] .

2 试验方法 2.1 试验材料 试验材料是在上海钢铁研究所真空炉冶炼的奥氏体不锈钢:24Mn18Cr3Ni0.62N,炉批 号: 3-50. 材料经真空炉冶炼, 去冒口及钢锭底部锻造. 真空炉参数: 25KG, 额定功率 45KW, 极限真空度 5*10-4 Pa . 锻造工艺: 温度 1100℃, 加热

2 小时, 保温 0.5 小时, 开锻温度 1030℃ 左右,终锻温度 950℃.钢锭长 300mm,直径 120mm,去冒口 50mm.材料规格为 780*105*20mm.锻造后固溶处理,1050℃时保温

1 小时,然后水冷.材料成分(质量百分 数%)为:0.051C,24.22Mn,18.03Cr,0.62N,0.3Ni,0.61Si,0.009S,