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应力比和腐蚀环境对超高强度钢AerM et100疲劳裂纹扩展的影响

2014-03-13李松梅吴凌飞刘建华

航空材料学报 2014年3期
关键词:裂纹

李松梅, 吴凌飞, 刘建华, 于 美, 文 陈

(北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100191)

超高强度钢由于其优异的强度,塑性和韧性等性能,被广泛用于制造飞机着陆部件、火箭发动机外壳等航空、航天零部件[1,2]。AerMet100钢是20世纪90年代开始研究的新型高合金超高强度钢,属Co-Ni型二次硬化超高强度钢。它具有优异的强度和韧性(KIC≥110MPa·m1/2,σb≥1930MPa)及良好的耐腐蚀性能,主要用于代替300M低合金高强度钢成为飞机起落架等重要结构件材料[3-5]。关于AerMet100的研究,在国内依然集中在其微观组织,二次硬化及热处理工艺上,真正针对其工程性能应用上的研究报道较少。其中于美用电化学方法研究AerMet100钢在模拟海洋环境下的腐蚀行为[6],刘建华对比AerMet100和300M钢的应力腐蚀断裂性能,AerMet100钢显示出更好的应力腐蚀抗性[7]。

腐蚀疲劳(Corrosion Fatigue,CF)是在腐蚀介质和交变应力联合作用下产生的,若未在设计中考虑到疲劳失效,其危险性是很大的。几乎所有的腐蚀介质对材料疲劳裂纹的萌生和扩展都起作用,对于不同材料,这种作用有时以简单现象表现出来,有时则呈现出极复杂的现象[8]。腐蚀疲劳失效事件,在宇航、原子能等工业部门都会发生,在工程上的危害性不亚于应力腐蚀开裂,在考虑工程的设计时,应予以足够的重视[9]。

针对疲劳裂纹扩展,材料在疲劳裂纹扩展中速区和疲劳裂纹扩展低速区的研究很有必要,可以揭示材料裂纹扩展阶段的规律和疲劳裂纹扩展性能,为设计在选用材料时提供数据支持。……

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