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第卷第期金属学放.
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年月—页.
汽车用高强度弹簧钢和
的超高周疲劳行为
张继明杨振国李守新李广义
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家联合实验室,沈阳
惠卫军翁宇庆
钢铁研究总院,北京
摘要研究了和两种洁净高强弹簧钢的超高周疲劳行为,并利用和对疲劳断口进
,在高应力幅区,两种弹簧钢的疲劳破坏均起源于表面基体;而在低应力幅长寿命区,疲劳开裂均发生在
试样内部. 钢的曲线为典型的台阶式曲线,在循环周次内,其疲劳极限消失;而钢存在疲劳极
, 钢内部破坏是由钢中小夹杂物聚集引起的,
界夹杂物尺寸的估算表明,当高强弹簧钢中的夹杂物尺寸大于临界夹杂物尺寸时,其疲劳极限消失.
关键词高温度弹簧钢,超高周疲劳, —特征曲线,疲劳极限,夹杂物团簇
中图法分类号. 文献标识码文章编号——

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近年来,随着汽车的轻量化和高性能化的发展,迫切
,研究高强度
收到初稿日期:—,收到修改稿日期:—~ 长寿命弹簧钢是当今弹簧研究和开发的主要方向之一,尽
作者简介:张继明,男, 年生,博士生管已开展了大量的研究工作】,但大多数研究都把重
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金属学报卷
点放在如何提高弹簧钢的强度水平上【,,而对弹簧钢的.,., .,.,.,.,
.,
长寿命疲劳性能研究不多【,引,因为弹簧钢的设计寿命循.,..钢的化学成分
环周次Ⅳ已不能满足当前汽车工业发展的需为: .,.,.,.,.,
,由于受实验设备的限制,研究材料的超高周疲.,.,..两种材料采用相同的热
劳性能非常困难,对于循环周次达甚至处理工艺: ℃, 油淬..℃回火,
以上的疲劳实验,用常规的疲劳实验设备,大约.
需要,, 超声疲劳试样在热处理前先进行粗加工,并留出足够
超声疲劳设备的快速发展,为超高周次疲劳实验的研究提的加工余量,热处理后再精磨成标准超声疲劳试样图,
,对于循环周次疲劳实验,利用加载然后利用号细砂纸对试样中间部分进行最终研磨抛
频率为的超声疲劳实验设备,大约只需要, 光处理.
大大缩短了实验时间. 疲劳实验在岛津超声疲劳实验机进行,共
随着炼钢技术的进展,特别是二次净化和控制非金属振频率为,共振间歇为,载荷比一,实
夹杂物等新技术的应用,大大提高了钢的纯净度,减少了验时采用压缩空气冷却,

,用电子探针微观分析仪对疲劳源区进行面
夹杂物对钢的疲劳性能有着重要的影响,尤其在超高周疲扫描化学成分分析.
劳实验中,长寿命区疲劳破坏主要起源于钢中的大尺寸非实验结