材料研究学报

作者：李昌鹏, 庞建超, 王子龙, 李云杰, 李琳琳

单位：1.东北大学 数字钢铁全国重点实验室 沈阳 1108192.中国科学院金属研究所 沈阳 110016

关键词：金属材料,2GPa级中锰钢,高周疲劳,非金属夹杂物,疲劳强度,临界夹杂物尺寸

基金：国家自然科学基金(52371101);东北大学数字钢铁全国重点实验室自主课题(ZZ2021003)

测试了一种新型2 GPa级超高强中锰钢的高周疲劳性能并使用X射线衍射、扫描电镜等手段观察和分析疲劳断口形貌、相组成、夹杂物的尺寸和分布，研究了夹杂物对其高周疲劳性能的影响。结果表明，这种超高强中锰钢的高周疲劳均由夹杂物起裂，包括表面夹杂物、亚表面夹杂物以及内部夹杂物引起的三种开裂形式。随着疲劳裂纹萌生的位置由表面逐渐向内部过渡，这种钢的疲劳寿命延长。超高强中锰钢的疲劳性能对夹杂物的尺寸极其敏感，随着夹杂物起裂位置到基体表面距离的增加，其尺寸逐渐增大。同时，在应力幅相同的条件下，随着夹杂物尺寸的减小，疲劳寿命逐渐延长。与其他中高强度钢相比，这种新型2 GPa级超高强中锰钢的疲劳强度与疲劳比优异。其原因是，这种钢的多级组织使其具有优异的塑性。高塑性使局部的应力集中分散，使疲劳过程中裂纹的萌生和扩展需要更高的能量和更大的夹杂物临界尺寸。

来源：2025年第12期

《材料研究学报》期刊编辑部

查看材料研究学报杂志2025年第12期