IF钢薄板疲劳损伤的微观机制.pdf

《IF钢薄板疲劳损伤的微观机制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、14钢铁译文集2012年第1期IF钢薄板疲劳损伤的微观机制OntheMicromechanismofFatigueDamageinanInterstitial。__。——FreeSteelSheetShrabaniMajumdar等摘要利用全反向应力幅(／Xd／2)研究了IF钢薄板疲劳损伤的微观机制。通过在每一个所选／XGI2下所做的一系列断续疲劳试验，作出了薄板的应力寿命(S—N)曲线，通过扫描电镜观察，从薄板试样表面上疲劳裂纹的产生、扩展以及贯通等各方面研究了疲劳损伤的发展。较之于传统低碳钢薄板，该薄板具有更

2、高的疲劳极限(是其屈服强度的0．98倍)。这是源于(1)在疲劳极限之下，夹杂处主要出现不扩展微裂纹；(2)在△G／2接近YS前，塑性变形明显迟滞。在疲劳极限之上，穿过滑移带的大范围的塑性变形促进了铁素体晶界处(有时在铁素体晶粒内)以及夹杂处的疲劳裂纹的形成。除了夹杂处和铁素体晶粒内的疲劳裂纹外，疲劳断裂前，晶界裂纹明显扩展。一系列晶界裂纹连成了细现裂纹，其中一个细观裂纹扩展，从而引发最终断裂。晶界裂纹在疲劳断裂过程中的这种支配地位源于闻隙损耗造成的晶界内聚强度的降低。1前言研究可使合金设计及随后在具有类似显微结无

3、间隙原子(IF)钢薄板已被广泛运用，构的钢的工程应用有更深入的了解。构件中的疲劳损伤微观机制包括几个连它可以满足汽车工业严格的冷成形要求。目续的阶段，即(1)微裂纹萌生；(2)微裂纹的扩前已有关于此类薄板加工路线和性能，尤其是成形性等方面的详细报告。该薄板主要用展和接合，形成主要的宏观裂纹；(3)宏观裂于使用中经受循环载荷的汽车构件中，所以纹扩展，造成完全断裂。此外，疲劳损伤通常了解其疲劳性能至关重要。然而，IF钢薄板与试样表面上的滑移带形成有关，据悉，该滑疲劳性能的研究报告很少。早先的研究工作移带控制着裂纹萌生

4、和扩展机制。对于无瑕主要致力于对疲劳寿命的评估，并未重视对疵而均匀的材料，在第一条可检测微裂纹出各种显微结构位置上有关疲劳裂纹萌生和扩现前就消耗掉了总寿命中的很大部分。上述展的疲劳损伤微观机制的认识。显微结构在微裂纹被称之为裂痕，较之于典型的显微结疲劳损伤过程中起了决定性的作用，前者主构尺寸(如晶粒度)，它们的尺寸都很小。采要由局部应力条件控制。因此，在了解超洁用了光学显微镜和电子显微镜的早期试验结净的超低碳铁素体显微结构(晶界为间隙损果表明，在均匀材料中，该裂纹通常在自由表耗)的疲劳微观机制时，从材料学角度来看

5、，面上生成。因此，研究疲劳裂纹萌生的最佳出现了一个有趣的问题。对该特性的研究可及最广泛应用技术便是促使光滑试样中微观以相继说明微裂纹萌生的优先位置、此类微结构表面小裂纹自然萌生。该方法确保了早裂纹扩展的特征，以及显微结构内的薄弱环先完全由裂纹本身所决定位置处的微裂纹的节(提供裂纹优先扩展的低能量路径)。IF自由萌生。裂纹萌生的同时，并没有扩展，所钢是重要的商业材料，对其微观机制的系统以首先要了解哪些初始裂纹比其他裂纹扩展2012年第1期钢铁译文集15得更快，并且可以控制疲劳断裂过程。本次研究所用材料为1．25mm

6、厚的T-_由IF钢薄板制成的汽车部件(如车身顶lF钢薄板。交货状态的薄板冷轧基料厚度板和门板等)其设计通常都是以应力为基础为3．2mm，经过680℃～700℃退火，最后平的。因此，就用途而言，研究有关外加应力下整。所得试样为960×600mm左右的矩形的疲劳损伤是很有用的。在一些初步研究过片，其上标注轧制线，由塔塔钢铁公司(印度，程中发现，薄板中微裂纹的萌生主要为外加詹谢普尔)提供。研究用钢的化学成分列于应力幅所控制，对于疲劳极限之上和之下的表1。使用标准的研磨和抛光金相技术(达应力级，其位置明显不同。因而当前研

7、究的到0．25m金刚石磨面)制备试样，用于评定主要兴趣便在于揭示疲劳极限之上和之下时非金属夹杂之体积分数、平均尺寸和化学性IF钢薄板表面疲劳损伤的微观机制。在本质等方面的特征。采用日标JISG0555确定次研究中，首先用光滑试样进行应力控制疲研究用钢的非金属夹杂体积分数。用场发射劳试验以评定各应力幅下的疲劳寿命。接着电子枪扫描电镜(FEG-SEM)及其有关软件在规定了应力幅的疲劳寿命的各个阶段进行中的图形注释工具条评定夹杂尺寸。在所观中断试验。用扫描电镜研究这些试样的表面察夹杂的中心处进行能量散射X射线分析，以探

8、测微裂纹的萌生、扩展，并研究其接合特用SEM确定其化学特性。用于检查薄板表性，因为这些亦适用于宏观裂纹的形成。研面和横断面处显微组织的试样经抛光，并浸究结果显示了不同外加应力下以及载荷循环蚀于马歇尔试剂中。通过200倍率下100磁数增加时疲劳损伤的发展情况。本文还讨论场的图像分析仪，利用ASTM标准E-112—96了疲劳裂纹萌生和扩展的主要机制以及这些中规定的线性截取法，