加载频率对钢铁材料超长寿命疲劳性能的影响

作者:衣鸿飞;鲁连涛;张继旺;沈训梁 刊名:机械 上传者:李红梅

【摘要】使用82 Hz轴向加载疲劳试验机和20 kHz非间歇式加载的超声疲劳试验机,对比研究了超声加载频率对轴承钢GCr15和35CrMo超长寿命疲劳性能的影响。断口观察表明:82 Hz轴向加载和20 kHz超声加载的GCr15试样,在全应力幅范围既发生表面破坏又发生由夹杂物引起的内部破坏;而35CrMo试样在两种频率下均为表面裂纹破坏,GCr15在超声加载的条件下应力强度因子要比82Hz轴向加载的试样小。根据寿命数据比较,超声加载频率提高了试样的疲劳寿命。

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机械 2011 年第 09 期 总第 38 卷 工程材料应用 ·69· ——————————————— 收稿日期:2011-03-16 作者简介:衣鸿飞(1986-),辽宁丹东人,硕士研究生,主要研究方向为载运工具运用工程。 加载频率对钢铁材料超长寿命 疲劳性能的影响 衣鸿飞,鲁连涛,张继旺,沈训梁 (西南交通大学 牵引动力国家重点实验室,四川 成都 610031) 摘要:使用 82 Hz 轴向加载疲劳试验机和 20 kHz 非间歇式加载的超声疲劳试验机,对比研究了超声加载频率对轴承钢 GCr15 和 35CrMo 超长寿命疲劳性能的影响。断口观察表明:82 Hz 轴向加载和 20 kHz 超声加载的 GCr15 试样,在全应力幅范围既发生表面破坏又发生由夹杂物引起的内部破坏;而 35CrMo 试样在两种频率下均为表面裂纹破坏,GCr15 在超声加载的条件下应力强度因子要比 82Hz 轴向加载的试样小。根据寿命数据比较,超声加载频率提高了试样的疲劳寿命。 关键词:GCr15;35CrMo;超长寿命疲劳;加载频率;S-N 曲线 中图分类号:TF762+.4 文献标识码:A 文章编号:1006-0316 (2011) 09-0069-04 Frequency effects on giga-cycle fatigue properties of steel YI Hong-fei,LU Lian-tao,ZHANG Ji-wang,SHEN Xun-liang ( State Key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, Chengdu 6l0031, China ) Abstract:In order to investigate the frequency effect on giga-cycle fatigue properties in giga-cycle region, ultrasonic (20 kHz) and cyclic axial (82 Hz) loading tests were carried out for GCr15 and 35CrMo steel using plain specimens. Fracture observation shows that axial loading GCr15 samples and ultrasonic samples, in all the stress amplitude range have both surface damage and internal damage caused by inclusion, and both 35CrMo axial loading samples and ultrasonic samples have surface crack damage. The stress intensity factor of GCr15 in ultrasonic test is smaller than that in axial loading test. Compared with the S-N data of cyclic axial loading, the ultrasonic loading frequency increased the fatigue life of GCr15 and 35CrMo steel. Key words:GCr15;35

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