郑津洋，王振宇，陆群杰 ，刘宝庆，李克明，吴英哲，徐 平

(1.浙江大学 化工机械研究所，杭州 310027；2.浙江大学 应用力学研究所，杭州 310027)

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近年来，高速增长的天然气、氢气等能源气体和氧、氮、氩气等工业气体需求，推动了深冷容器市场的迅速发展[1-4]。奥氏体不锈钢因具有良好的低温力学性能、耐腐蚀性能、焊接性能、成形性能，且无韧脆转变温度，成为深冷容器(尤其是内容器)的主要应用材料[5-7]。深冷容器在使用中常承受频繁加卸载、振动等因素引起的交变载荷，导致容器疲劳损伤甚至失效。随着深冷容器使用量增加，因疲劳断裂导致失效的案例(如液氧储罐[8]等)越来越得到关注，深冷疲劳性能越来越受到重视。

奥氏体不锈钢的低温疲劳特性是评价深冷容器全寿命周期安全性的重要依据。目前，国内外已对奥氏体不锈钢的深冷疲劳性能作了较多研究。NACHTIGALL[9]对10种低温常用金属材料(包括奥氏体不锈钢AISI304和AISI310)在室温(约300 K)、液氮温度(77 K)和液氦温度(4 K)下进行了疲劳试验，发现奥氏体不锈钢的低周疲劳寿命随温度降低而降低，而高周疲劳寿命随温度降低而升高。此外，WU等[10-13]对S30408深冷(77 K)低周疲劳性能进行了大量试验研究，发现在小应变幅(小于0.75%)时，得益于材料低温下的强度增加，S30408低周疲劳寿命较室温下显著提高；但随应变幅增至0.75%以上，疲劳性能更多地由塑性决定时，其深冷疲劳寿命则比室温短。可见，奥氏体不锈钢深冷S30408疲劳特性与常温相比存在较大差异，同时，由于该材料在低温、应变幅等影响下易发生组织转变，使得其深冷疲劳性能表现更为复杂。……