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    20cr无缝管中微缺陷的裂纹萌生与扩展

    发布时间: 2016年12月8日上午10:03   

    20cr无缝管疲劳断裂失效是工程结构及机械零部件的主要失效形式之一,疲劳过程通常在表面生核,然后逐渐扩展到整个断面,涉及裂纹的萌生与扩展。20cr无缝管疲劳学研究表明:疲劳裂纹总是最早萌生于结构的表面,表面为平面应力状态,其形核方式主要有滑移带启裂和夹杂启裂。

    中国计量学院安全工程研究所的学者对压力容器与压力管道用20cr无缝管Q345R在低周疲劳下微孔(? 40~200 μm)的裂纹萌生与扩展规律进行了研究。研究表明小裂纹的萌生主要机理为滑移带启裂,并且由剪应力起主导作用。微缺陷的尺寸、应力幅等因素对疲劳寿命均有影响显著,当应力幅值较低时,微孔的尺寸对疲劳寿命有明显影响。当应力幅值水平较高时,小孔直径对疲劳寿命的影响则不敏感。微观缺陷尺寸存在临界值,当20cr无缝管缺陷尺寸大于临界值时,疲劳寿命下降很快。在同一应力幅水平下,裂纹萌生寿命与疲劳总寿命的比值(Nt/Nf)与微孔尺寸没有关系,本试验的低周疲劳下约为10%~25%。


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