材料研究学报

作者：邓海龙, 刘兵, 郭扬, 康贺铭, 李明凯, 李永平

单位：1.内蒙古工业大学机械工程学院 呼和浩特 0100512.内蒙古工业大学 内蒙古自治区先进制造技术重点实验室 呼和浩特 010051

关键词：金属材料,FGA尺寸评估,失效机理,累积损伤,位错能量法,疲劳强度预测

基金：内蒙古自治区自然科学基金(2022MS05014);内蒙古自治区自然科学基金(2021LHMS05009);内蒙古高等教育研究项目(NJZY21306);内蒙古自治区区直属高校基本科研业务费项目(JY20220233);内蒙古工业大学科学研究项目(ZY202005)

对渗碳Cr-Ni齿轮钢进行应力比为0和0.3的室温超高周疲劳实验，观测试样中诱发裂纹萌生的夹杂和疲劳断口形貌，以全面评估渗碳Cr-Ni齿轮钢疲劳性能。将疲劳失效模式分为有细颗粒区(Fine granular area，FGA)的内部疲劳失效和有表面光滑区(Surface smooth area, SSA)的表面疲劳失效，并阐明了渗碳Cr-Ni齿轮钢的超高周内部疲劳破坏机制。基于累积损伤和位错能量法并结合细颗粒区形成机理和夹杂的最大评估尺寸，分别构建了两种渗碳Cr-Ni齿轮钢内部疲劳强度的预测模型。利用FGA尺寸与夹杂尺寸的比值和夹杂应力强度因子及应力比之间的关系，修正所提出的两种疲劳强度预测模型并给出了最大夹杂尺寸下的lFGA-S-N曲线。结果表明，基于累积损伤法和位错能量法分别构建的疲劳强度预测模型都可用于预测评估渗碳Cr-Ni齿轮钢在多种应力比下的内部疲劳强度，基于位错能量法的强度预测模型精度较高。

来源：2023年第1期

《材料研究学报》期刊编辑部

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