高强度钢超高周疲劳性能

1 高强度钢超高周疲劳研究背景

1.1 疲劳分类

1.2 传统疲劳研究的发展概况

1.3 高强度钢超高周疲劳研究必要性

2 钢中非金属夹杂物

2.1 钢中非金属夹杂物的来源与种类

2.1.1 非金属夹杂物的来源

2.1.2 非金属夹杂物的种类

2.2 钢中非金属夹杂物的测量与评定

2.2.1 金相法

2.2.2 无损检测法

2.2.3 夹杂物浓缩检测方法

2.2.4 疲劳实验检测方法

2.2.5 统计方法

2.3 非金属夹杂物对钢力学性能的影响

2.3.1 非金属夹杂物对常规力学性能的影响

2.3.2 非金属夹杂物对疲劳性能的影响

3 超高周疲劳的实验方法及研究进展

3.1 超高周疲劳实验方法

3.1.1 超声波疲劳研究的发展

3.1.2 超声波疲劳实验设备

3.1.3 超声波疲劳实验原理

3.2 超高周疲劳的研究进展

3.2.1 S-N曲线特性

3.2.2 断口特征与机制

3.2.3 疲劳强度与夹杂物尺寸的关系

4 临界夹杂物尺寸问题

4.1 夹杂物与其他缺陷尺寸的等效性

4.1.1 Murakami夹杂物等效投影面积模型

4.1.2 表面粗糙度等效缺陷尺寸

4.2 临界夹杂物尺寸的估计

4.2.1 临界夹杂物尺寸的定义

4.2.2 临界夹杂物尺寸的估算

4.3 实验及其结果

4.3.1 实验材料和实验方法

4.3.2 疲劳裂纹源及疲劳强度

4.3.3 分析与讨论

4.4 小结

5 S-N曲线特性与夹杂物尺寸问题

5.1 实验材料与方法

5.2 实验结果

5.2.1 微观组织

5.2.2 S-N曲线

5.2.3 断口形貌观察

5.2.4 疲劳源区的元素面分布

5.3 讨论

5.3.1 洁净高强度弹簧钢的超高周疲劳性能

5.3.2 夹杂物尺寸对超高周疲劳S-N曲线的影响

5.4 小结

6 疲劳强度与疲劳寿命的估计

6.1 疲劳强度的估计

6.1.1 由表面与內部夹杂物决定的疲劳强度σw

6.1.2 由GBF决定的疲劳强度σw9

6.2 疲劳寿命的估计

6.2.1 疲劳寿命与夹杂物尺寸的关系

6.2.2 实验求m值

6.3 小结

7 氢对高强度钢超高周疲劳行为的影响

7.1 GBF区的形成与疲劳断裂机制

7.1.1 GBF区边界的应力强度因子门槛值

7.1.2 由氢引起的应力强度因子

7.2 氢对高强度钢疲劳强度的影响

7.2.1 实验材料与方法

7.2.2 氢对高强度钢硬度的影响

7.2.3 氢对疲劳性能的影响

7.3 小结

8 夹杂物评定标准与统计方法

8.1 夹杂含量评定国家标准

8.2 估计最大夹杂物尺寸的两个统计方法

8.2.1 统计极值(SEV)方法

8.2.2 广义帕雷托分布(CPD)方法

8.3 实验验证

8.3.1 实验材料与过程

8.3.2 参数的确定

8.3.3 疲劳强度下限的预测

8.3.4 实验结果与讨论

8.3.5 钢中最大夹杂物尺寸估计的重要意义

8.4 小结

9 成功探索与今后需要研究的一些问题

9.1 高强度钢的长疲劳寿命化的成功探索

9.1.1 客运专线弹条用弹簧钢的长疲劳寿命化

9.1.2 汽车变截面少片簧用长疲劳寿命弹簧钢

9.2 今后需要研究的一些问题

9.2.1 高强钢疲劳性能的优化

9.2.2 夹杂物类型与改性

9.2.3 钢基体中软相和其他组织缺陷的作用

9.2.4 如何更有效地评估夹杂物尺寸

9.2.5 实验频率影响与试样发热问题

9.2.6 超高周疲劳实验合作研究

参考文献

后记

术语索引

《高强度钢超高周疲劳性能：非金属夹杂物的影响》重点介绍了国家重点基础研究发展规划项目（973）——“提高钢铁质量和使用寿命的冶金学基础研究”所属课题“长疲劳寿命机械制造用高强度钢的研究”部分的研究成果和开发的技术。
　　《高强度钢超高周疲劳性能：非金属夹杂物的影响》重点从夹杂物尺寸的角度深入探讨了其对高强度钢超高周疲劳性能的影响规律。《高强度钢超高周疲劳性能：非金属夹杂物的影响》共分9章：第1章阐述了近年来材料疲劳研究的概况，特别阐述了对高强度钢开展超高周疲劳研究的必要性；第2章简要介绍了钢中非金属夹杂物的来源、种类、评定方法及对力学性能的影响；第3章综述了超高周疲劳的实验方法及研究进展；第4章给出了临界夹杂尺寸的估计方法并与实验作了对比；第5章探讨了夹杂物尺寸大小如何影响高强度钢超高周S-N曲线的形状；第6章对高强度钢的超高周疲劳强度及寿命与夹杂物尺寸的关系，提出了新的表达式；第7章介绍了氢对高强度钢超高周疲劳性能的影响；第8章介绍了如何评定钢中的夹杂物尺寸；第9章总结了研究的经验与收获，并提出了研究的新课题和方向。《高强度钢超高周疲劳性能：非金属夹杂物的影响》可供从事钢铁及其他金属材料机理、材料性能、材料制备以及机械装备制造的研究人员、设计与研发人员、