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弹簧裂纹扩展两阶段转换的影响因素

弹簧裂纹扩展两阶段转换的影响因素
  弹簧裂纹扩展两阶段转换的影响因素
  
  除了材料上的差异,弹簧裂纹扩展的两个阶段的分布也会不同,还有一些其他因素明显影响这两个阶段的转换和分布:现在介绍一些主要因素。
  
  一个。疲劳应变幅值对大多数金属材料的影响不利于应变幅值增大时第一阶段的扩展,也有利于第一阶段的扩展。低周高应变疲劳形成的第一阶段截面的光滑度比高周低应变疲劳形成的第一阶段截面的光滑度差。它由许多(111)个面组成,这些面彼此平行,但高度不同。每边的长度约为0.1-0.4mm,因此整个截面比周边疲劳截面粗糙得多。在断裂电子显微照片上,看不到台阶和河流,但大小大致相同的微坑分布均匀,如图6-67所示。
  
  2。温度对弹簧裂纹扩展模式有显著影响。结果表明,Udimet、Mar-M200等多晶高温合金在760℃下的疲劳断裂为穿晶断裂。有一个明确的第一阶段扩展。
  
  温度影响滑移模式。一般材料有两种滑移模式:平面滑移和波浪滑移。平面滑动是一组平行的滑动面。波浪形滑动沿两个不平行的滑动面交替滑动。平面滑移有利于第一阶段的膨胀,错动滑移有利于第二阶段的膨胀。高温合金由760℃提高到925℃。展开。因此,随着温度的升高,单晶合金将由一次膨胀转变为一次膨胀。
  
  对于多晶合金,高温蠕变的影响随着温度的升高而增大,促进了晶界的滑动和孔洞的形成,导致疲劳弹簧裂纹沿晶界扩展。截面上会出现许多微坑,第一阶段弹簧裂纹扩展和疲劳辉光特性不明显。表61列出了三种温度下疲劳弹簧的疲劳形核位置和扩展路径(Udime700低周疲劳)。
  
  三个。交变频率对高温材料疲劳弹簧裂纹扩展的影响交变应力频率与疲劳弹簧裂纹扩展的发生和转变有着密切的关系。较低的晶须速率有助于第二阶段的出现,而较高的频率有助于维持第一阶段的膨胀过程。例如,在Udimct700的60°C高周疲劳试验中,当应力频率转换率为2周/分钟时,疲劳弹簧裂纹将在第二阶段扩展,当频率为60000周/分钟时,几乎是第一阶段的膨胀法,而中间频率,如60周/分钟,将在第一阶段和第二阶段之间出现过渡。
  
  频率对疲劳断裂两个阶段的影响是通过应变率的变化来实现的。对于同一材料,应变速度越大(即频率越高,频率越高),越难实现类波状滑移,这有利于展开法的第一阶段。应变率随弹簧裂纹长度的增加而增大(应力不变),因此随着弹簧裂纹的扩展,可能有从第二阶段扩展模式向第一阶段扩展模式转变的趋势。
 

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