2Cr13钢离子渗氮疲劳缺口敏感度非真实性的讨论

离子渗氮提高２Ｃｒ１３钢光滑和缺口疲劳极限的幅度与疲劳薄弱环节出现的位置有关．渗氮处理提高缺口试样的疲劳强度更加有效．用主要取决于心部性能的光滑疲劳极限和主要取决于渗氮层性能的缺口疲劳极限，计算得到的疲劳缺口敏感很小，具有非真实性．文中给出了真实性强的合理估算值；并提出疲劳缺口敏感度真实与否的判断原则，该原则也适用于其它的表面强化处理．

SARS考验中国经济的“缺口敏感度”

您一定有过这样的经验:当您到布料市场买布时,有的布售货员只需将其剪一个小口,便能“嚓”地一声将其非常爽利地撕开;可有的布却不行,必须用剪刀一刀一刀地剪,才能剪开。在金属材料性能试验中,有一个非常重要的性能指标,那就是“缺口敏感度”。“缺口敏感度”是指当被检验的材料出现缺口时,对缺口的敏感程度。今年春天,“非典”突如其来地袭击了我国,无疑于给我国的经济撕开了一个“缺口”。应该怎样紧急并正确地应对,才能不因局部的破坏而影响全局?“非典”是人类的一场灾难,在带给我们痛苦和恐惧的同时,痛定思痛,我们人类应孩从中反省些什么?为什么有些国家及其企业对突发事件早有一整套防范措施?而我们在“非典”流行初期却并不十分清醒?我们的公共卫生意识和国民素质在“非典”的突袭下暴露出了哪些问题?这些都是我们必须认真总结的问题。正是基于这样一种愿望,本刊这一期特辟“直面非典”栏目,以下就是我们推荐给您的一组文章——

固体渗氮C422钢的显微结构及其缺口敏感性

目的针对固体渗氮C422(22Cr12NiMoWV)钢,开展渗氮层显微组织结构及其缺口敏感性的研究,为C422汽轮机阀杆服役可靠性评价提供技术支持。方法采用固体渗氮剂对C422钢表面进行渗氮,通过渗氮层的成分与物相检测、显微组织结构观察、力学性能测试及断口形貌分析,揭示不同温度及时间条件下C422钢渗氮层的显微组织特征,以及渗氮对该钢有无缺口试样拉伸力学性能,尤其是缺口敏感性的影响。结果C422钢表面渗氮层主要由Fe_(3)N、Fe_(4)N、Cr_(23)C_(6)、CrN、VN、WN等化合物构成。550℃、6 h渗氮后,渗氮层厚度为80μm,组织致密,硬度高。随着渗氮温度的升高,保温时间的延长,渗氮层的厚度变化不大,但渗氮层组织粗化,并产生表面裂纹。有无渗氮C422钢的缺口敏感参数均小于1,对缺口轻微敏感,渗氮增加了缺口敏感性,渗氮导致C422钢试样的屈强比升高,塑性下降,渗氮层呈解理断裂,脆性断裂特征明显。结论渗氮温度为550℃、保温时间为6 h是C422钢最佳的固体渗氮工艺参数,渗氮层结构致密,硬度高,渗氮对C422钢的缺口敏感性没有明显影响,但脆性有所增加。

ZMl Mg合金的表面滚压强化

研究了表面滚压对ＺＭ１Ｍｇ合金疲劳强度和疲劳缺口敏感度的影响。结果表明，滚压可使其光滑疲劳极限提高５７％，缺口疲劳极限提高２００％，大大降低疲劳缺口敏感度，使ｑ出现负值。ｈｃｐ的ＺＭ１Ｍｇ合金滚压时以滑移和孪生方式变形和形变强化，引入高的残余压应力，有利于提高缺口疲劳极限和降低疲劳缺口敏感度。

7N01-T4铝合金腐蚀疲劳行为研究

开展了7N01-T4铝合金在实验室空气、潮湿空气和3.5%Na Cl盐雾环境下的疲劳S-N曲线测试,研究了这2种腐蚀介质对7N01-T4铝合金疲劳性能的影响。结果表明:7N01铝合金在2种腐蚀介质下缺口敏感度系数比实验室空气环境下的缺口敏感度系数出现不同程度的下降,其中潮湿空气环境下缺口敏感度系数的影响大于3.5%Na Cl盐雾环境;2种试样形式(Kt=1和Kt=3)无论是在潮湿空气环境下还是盐雾环境下的腐蚀影响系数相当接近,3.5%Na Cl盐雾环境腐蚀影响系数小于潮湿空气环境;潮湿空气环境和3.5%Na Cl盐雾环境DFR值均有不同程度下降,3.5%Na Cl盐雾环境对DFR值的影响大于潮湿空气。

温度对7N01-T4铝合金疲劳行为的影响

开展了7N01-T4铝合金在实验室空气下室温、100℃和-60℃3种温度条件的疲劳S-N曲线测试,研究了不同温度对7N01-T4铝合金疲劳性能的影响。结果表明:-60℃环境对7N01-T4铝合金疲劳性能是有益的,而100℃环境会降低其疲劳性能;7N01-T4铝合金在室温、100℃和-60℃环境下的缺口敏感度系数分别为0.63、0.60和0.59,这3种温度环境对7N01-T4铝合金敏感度系数基本没有影响;100℃环境Kt=1和Kt=3下的DFR值比室温分别下降24%和16%;-60℃环境Kt=1和Kt=3下的DFR值比室温分别提高42%和14%。

2Cr13 钢离子渗氮处理的疲劳强度

２Ｃｒ１３钢离子渗氮处理提高光滑和缺口疲劳极限的幅度与疲劳薄弱环节有关。氮化光滑试样的薄弱环节在表下，疲劳强度主要取决于心部性能，较调质态提高仅为２５％，未能发挥氮化层性能潜力；缺口试样的薄弱环节在氮化层，疲劳强度主要取决于氮化层性能，较调质态提高达９２％，使氮化层性能得到充分发挥。

8.8级螺栓用ML40Cr钢的疲劳性能和裂纹扩展行为

针对紧固螺栓在不同预紧力下的疲劳可靠性问题,对ML40Cr钢母材进行拉-拉疲劳和对称三点弯曲实验,研究输电铁塔用8.8级紧固螺栓用钢的疲劳性能和裂纹扩展行为。拉-拉疲劳实验的结果表明,在不同应变幅的疲劳加载条件下,以材料抗拉强度的50%作为平均应力时ML40Cr光滑试样的疲劳极限为263 MPa,缺口试样的疲劳极限为95 MPa。用有效应力(σ)参数法处理平均应力对ML40Cr疲劳曲线的影响,得到8.8级螺栓用钢ML40Cr的疲劳缺口敏感度为0.31。依据对称三点弯曲实验的疲劳实验结果,得到8.8级螺栓用钢ML40Cr的裂纹扩展速率关系式为da/d N=10-10(?K)2.2。探讨ML40Cr用钢的缺口疲劳强度和疲劳裂纹扩展机制。