兩種載荷形式下車軸鋼短裂紋行為對(duì)比研究.pdf

1、LZ50車軸鋼廣泛運(yùn)用于我國(guó)提速車與重載車車軸制造。隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸已步入高速、重載時(shí)代，車軸作為關(guān)鍵部位其服役環(huán)境更加惡劣，載荷形式復(fù)雜多變，往往處于多種不同載荷形式的交替或復(fù)合作用下，可能造成同一材料表現(xiàn)出不同的抗疲勞能力。在進(jìn)行疲勞可靠性與安全性分析時(shí)，為使結(jié)果更趨合理可信，應(yīng)當(dāng)將載荷形式的影響納入研究范疇進(jìn)行考慮。本文圍繞LZ50車軸鋼在軸向拉壓和旋轉(zhuǎn)彎曲兩種載荷形式下的短裂紋行為研究進(jìn)行如下工作:
　　1.對(duì)LZ50車軸

2、鋼進(jìn)行了包括金相試驗(yàn)、機(jī)械性能試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)在內(nèi)的基本材料性能測(cè)試，為后期短裂紋行為研究提供了基礎(chǔ)。
　　2.完成了軸向拉壓和旋轉(zhuǎn)彎曲兩種載荷形式下的疲勞短裂紋復(fù)型試驗(yàn)，其中軸向拉壓載荷下獲得有效試樣數(shù)據(jù)6組，旋轉(zhuǎn)彎曲載荷下獲得有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)7組。試驗(yàn)結(jié)果表明，疲勞短裂紋一般萌生于鐵素體晶界或者硬度相對(duì)較低的鐵素體晶粒內(nèi)部。
　　3.完成了斷口SEM觀測(cè)，軸向拉壓載荷與旋轉(zhuǎn)彎曲載荷下的疲勞斷口均具有較典型的疲勞斷口形貌特征，且

3、因載荷形式不同，宏觀上存在一定差異。
　　4.對(duì)復(fù)型試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理擬合，可以發(fā)現(xiàn)無論哪種載荷形式下短裂紋擴(kuò)展率均出現(xiàn)兩次較為明顯的降速;當(dāng)短裂紋尺度突破珠光體“帶”狀結(jié)構(gòu)之后，其擴(kuò)展規(guī)律波動(dòng)不再顯著，行為趨于長(zhǎng)裂紋。
　　5.基于考慮多微觀結(jié)構(gòu)障礙的短裂紋擴(kuò)展模型對(duì)兩種載荷形式下的短裂紋擴(kuò)展率進(jìn)行擬合，擬合曲線與試驗(yàn)結(jié)果相近，擬合效果良好。引入載荷形式效應(yīng)系數(shù)CHTC-RB，為后續(xù)建立不同載荷形式之間裂紋擴(kuò)展行為的關(guān)聯(lián)提供