高強度鋼の極高サイクル疲労域における内部微小き裂進展挙動の解明

高强钢极高周疲劳区内部微裂纹扩展行为的阐明

• 批准号: 07750118
• 负责人: 黒島 義人
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750118/
• 关键词: 疲労破壊; 高強度鋼; Fish eye; 介在物; 停留き裂

高強度鋼や表面硬化鋼などの鉄系高強度材料においては,Fish eyeと呼ばれる特有の破面様相を呈する疲労破壊を極高サイクル疲労域(繰返し数10^7回を越える高サイクル疲労域)で生ずるとともに明瞭な疲労限度が認められなくなる.Fish eye破壊は,介在物などの材料内部の微小欠陥を起点として疲労き裂が発生,破断に至る.そこで本研究では,焼入れ焼戻しを施したSCM435を供試材に回転曲げ疲れ試験を実施し,疲労試験を中断した試験片の詳細な断面観察を通じて,内部介在物からの疲労き裂発生寿命,伝ぱ特性について検討を加え,Fish eye破壊型の寿命評価,疲労限度について考察した.その結果,得られた結論を以下に要約する.(1)内部介在物周囲の剥離箇所から疲労き裂は10^4回以前の疲労過程初期に発生する.(2)観察し得た極微小な介在物周囲のき裂は,起点介在物の寸法や応力レベル,繰返し数によらず,介在物を中心としたほぼ同大の円形のき裂として存在し,焼戻し温度の異なる試験片毎に定まる限界停留き裂寸法で停留していた.(3)この停留状態から進展状態への遷移応力レベル,すなわち,基地組織の有する内部破壊型の「真の疲労限度」は,従来報告されている表面破壊型の「真の疲労限度」より明らかに低い.(4)試みに大気の供給を遮断した試験片の疲労試験を実施した結果,通常は表面破壊が生じなくなる「表面破壊型の疲労限度」以下の応力レベルでも表面破壊を生じ,「表面破壊型の疲労限度」が20%低下した.この結果は,内部破壊型の疲労限度の低下要因として大気の有無が関与していることを意味している.

High strength steel and case-hardened steel are iron-based high strength materials.Fish eye fracture is characterized by extremely high fatigue region (10^7 cycles).Fish eye fracture is characterized by micro-fatigue initiation and fracture in the material interior. In this study, SCM435 was used to test the sample for fatigue test. The fatigue test was interrupted and the detailed section of the test piece was examined. The internal medium was tested for fatigue crack life. The characteristics of the Fish eye were studied. The fatigue limit was investigated. The results are as follows: (1)The internal medium begins at the beginning of the fatigue process before 10^4 cycles. (2)It is observed that small particles exist in the periphery of the object, and the starting point exists in the method of the object, and the force of the object, and the number of particles returns to the center of the object, and the same shape exists in the center of the object. (3)The state of stay, the state of progress, the state of migration, the state of progress, the state of transition, the state of progress, the state of transition, the state of transition, the state of transition, (4)The fatigue test results of the test piece are usually below the surface damage limit, and the surface damage limit is 20% lower. As a result, the fatigue limit of the internal failure type is low due to the existence and absence of large gas.