日本物質(zhì)材料研究研究所關(guān)于718合金母材和電子束焊接(EBW)材的高循環(huán)疲勞特性

在運載火箭發(fā)動(dòng)機中,718合金是被廣泛使用的材料,甚至還可作為焊接材使用。根據該材料作為母材和EBW材在常溫和77K時(shí)進(jìn)行高循環(huán)疲勞試驗(應力比)的結果可知,EBW材在EBW后與母材一樣進(jìn)行了固溶處理和兩級時(shí)效處理后,焊接部和HAZ(焊接熱影響區)的硬度與母材相同(450HV左右)。

根據常溫下的試驗結果可以確認,在線(xiàn)圖中母材和EBW材從106到107循環(huán)時(shí)的疲勞特性區域平坦,看起來(lái)象是存在著(zhù)疲勞極限。EBW材的疲勞強度比母材的低一些,發(fā)生疲勞裂紋的位置不論是在焊接部(▽?zhuān)?,還是在焊接后形成的焊接熱影響區(▽?zhuān)?,都看不到疲勞特性有差異。另一方面,雖然在77K時(shí)兩種材料的疲勞強度基本上都比常溫時(shí)的高,但即使在107循環(huán)后的附近區域上也沒(méi)看到線(xiàn)圖有大的傾斜,因此無(wú)法確認疲勞極限。

從使用壽命長(cháng)來(lái)看,雖然兩種材料發(fā)生了內部斷裂現象,但在線(xiàn)圖上并沒(méi)有出現比發(fā)生表面斷裂時(shí)有更大改變的趨勢。EBW材會(huì )因焊接缺陷(焊接氣孔)而產(chǎn)生疲勞斷裂,在這種情況下疲勞強度會(huì )下降。對本研究中使用的試樣,在焊接后采用X射線(xiàn)對焊接缺陷進(jìn)行了檢查。結果發(fā)現會(huì )導致疲勞斷裂的焊接氣孔比可檢測到的極限氣孔小。

評價(jià)在低溫下107循環(huán)時(shí)的疲勞強度的條件有時(shí)選擇應力振幅比常溫高的區域,似乎焊接缺陷對疲勞特性的影響變得明顯起來(lái)。關(guān)于鋼在常溫下產(chǎn)生疲勞的研究,有研究報告指出靜態(tài)強度越高,微小的焊接缺陷和非金屬夾雜等對疲勞強度的影響越大,且疲勞強度呈下降的趨勢。本研究也確認存在著(zhù)與此相同的情況。今后,把握檢測極限可檢測到的焊接缺陷在低溫下會(huì )導致鋼材出現何種程度的疲勞強度下降是很重要的。

耐磨鋼板 | 耐磨鋼板廠(chǎng)家 | 耐磨鋼板現貨——法鋼特種鋼材(上海)有限公司
http://www.medallionxm.com
法鋼主要經(jīng)營(yíng):JFE耐磨鋼板,JFE高強鋼板,DILLIDUR耐磨鋼板,DILLIMAX高強鋼板