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F690海洋工程钢在大气中不同应力条件下的疲劳极限及裂纹扩展行为
          
Fatigue Limit and Crack Propagation Behavior of F690 Marine Steel inAir under Different Stress Conditions

摘    要
在大气中不同应力条件下对F690钢进行高频疲劳试验和基于直流电压降的疲劳裂纹扩展速率试验,结合断口分析,对比研究了应力幅和应力比对F690钢疲劳性能和裂纹萌生、扩展的影响。结果表明:F690钢在应力比为-1,0.1,0.2,0.3时的条件疲劳极限分别约为313,264,250,246 MPa,条件疲劳极限随应力比的增大而减小;F690钢中的疲劳裂纹以条带机制扩展,断裂方式为穿晶断裂;随着应力幅的增大,疲劳辉纹间距和二次裂纹尺寸增加,疲劳裂纹扩展速率增大;随着应力比的增大,F690钢的疲劳裂纹扩展速率增大,且在裂纹扩展中后期变化较大,疲劳裂纹扩展门槛值减小。
标    签 海工钢   高频疲劳   应力幅   应力比   裂纹扩展速率   marine steel   high frequency fatigue   stress amplitude   stress ratio   crack growth rate  
 
Abstract
The high frequency fatigue test and fatigue crack growth rate test based on DC voltage drop were conducted on F690 steel in air under different stress conditions. Combined with fracture surface analysis, effects of stress amplitude and stress ratio on fatigue properties and initiation and growth of cracks of F690 steel were studied and compared. The results show that the conditional fatigue limit of F690 steel at stress ratios of -1, 0.1, 0.2, 0.3 was 313, 264, 250, 246 MPa, respectively, which decreased with increasing stress ratio. The fatigue cracks in F690 steel propagated with band mechanism and the mode of fracture was transgranular fracture. As the stress amplitude increased, the fatigue crack spacing and secondary crack size increased, and the fatigue crack growth rate also increased. With increasing stress ratio, the fatigue crack growth rate of F690 steel increased and changed significantly at the middle and later stages of crack growth, and the fatigue crack growth threshold decreased.

中图分类号 TG172.5   DOI 10.11973/jxgccl202009003

 
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所属栏目 试验研究

基金项目 江苏省大学生创新创业训练计划项目(201911276004Z, 202011276066Y);国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51801098);江苏省高等学校自然科学研究面上项目(18KJB130003)

收稿日期 2019/9/23

修改稿日期 2020/8/6

网络出版日期

作者单位点击查看

备注王琪(1997-),男,江苏丹阳人,硕士研究生

引用该论文: WANG Qi,ZHANG Zhen,YANG Yang,GUO Mengyu,HU Zhengfei,GAO Shan. Fatigue Limit and Crack Propagation Behavior of F690 Marine Steel inAir under Different Stress Conditions[J]. Materials for mechancial engineering, 2020, 44(9): 17~23
王琪,张振,杨阳,郭孟雨,胡正飞,高珊. F690海洋工程钢在大气中不同应力条件下的疲劳极限及裂纹扩展行为[J]. 机械工程材料, 2020, 44(9): 17~23


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