高强度钢超高周疲劳性能-非金属夹杂物的影响\李守新

   1 高强度钢超高周疲劳研究背景
1.1 疲劳分类
1.2 传统疲劳研究的发展概况
1.3 高强度钢超高周疲劳研究必要性

2 钢中非金属夹杂物
2.1 钢中非金属夹杂物的来源与种类
2.1.1 非金属夹杂物的来源
2.1.2 非金属夹杂物的种类
2.2 钢中非金属夹杂物的测量与评定
2.2.1 金相法
2.2.2 无损检测法
2.2.3 夹杂物浓缩检测方法
2.2.4 疲劳实验检测方法
2.2.5 统计方法
2.3 非金属夹杂物对钢力学性能的影响
2.3.1 非金属夹杂物对常规力学性能的影响
2.3.2 非金属夹杂物对疲劳性能的影响

3 超高周疲劳的实验方法及研究进展
3.1 超高周疲劳实验方法
3.1.1 超声波疲劳研究的发展
3.1.2 超声波疲劳实验设备
3.1.3 超声波疲劳实验原理
3.2 超高周疲劳的研究进展
3.2.1 S-N曲线特性
3.2.2 断口特征与机制
3.2.3 疲劳强度与夹杂物尺寸的关系

4 临界夹杂物尺寸问题
4.1 夹杂物与其他缺陷尺寸的等效性
4.1.1 Murakami夹杂物等效投影面积模型
4.1.2 表面粗糙度等效缺陷尺寸
4.2 临界夹杂物尺寸的估计
4.2.1 临界夹杂物尺寸的定义
4.2.2 临界夹杂物尺寸的估算
4.3 实验及其结果
4.3.1 实验材料和实验方法
4.3.2 疲劳裂纹源及疲劳强度
4.3.3 分析与讨论
4.4 小结

5 S-N曲线特性与夹杂物尺寸问题
5.1 实验材料与方法
5.2 实验结果
5.2.1 微观组织
5.2.2 S-N曲线
5.2.3 断口形貌观察
5.2.4 疲劳源区的元素面分布
5.3 讨论
5.3.1 洁净高强度弹簧钢的超高周疲劳性能
5.3.2 夹杂物尺寸对超高周疲劳S-N曲线的影响
5.4 小结

6 疲劳强度与疲劳寿命的估计
6.1 疲劳强度的估计
6.1.1 由表面与内部夹杂物决定的疲劳强度
6.1.2 由GBF决定的疲劳强度
6.2 疲劳寿命的估计
6.2.1 疲劳寿命与夹杂物尺寸的关系
6.2.2 实验求m值
6.3 小结

7 氢对高强度钢超高周疲劳行为的影响
7.1 GBF区的形成与疲劳断裂机制
7.1.1 GBF区边界的应力强度因子门槛值
7.1.2 由氢引起的应力强度因子
7.2 氢对高强度钢疲劳强度的影响
7.2.1 实验材料与方法
7.2.2 氢对高强度钢硬度的影响
7.2.3 氢对疲劳性能的影响
7.3 小结

8 夹杂物评定标准与统计方法
8.1 夹杂含量评定国家标准
8.2 估计优选夹杂物尺寸的两个统计方法
8.2.1 统计极值(SEV)方法
8.2.2 广义帕雷托分布(GPD)方法
8.3 实验验证
8.3.1 实验材料与过程
8.3.2 参数的确定
8.3.3 疲劳强度下限的预测
8.3.4 实验结果与讨论
8.3.5 钢中优选夹杂物尺寸估计的重要意义
8.4 小结

9 成功探索与今后需要研究的一些问题
9.1 高强度钢的长疲劳寿命化的成功探索
9.1.1 客运专线弹条用弹簧钢的长疲劳寿命化
9.1.2 汽车变截面少片簧用长疲劳寿命弹簧钢
9.2 今后需要研究的一些问题
9.2.1 高强钢疲劳性能的优化
9.2.2 夹杂物类型与改性
9.2.3 钢基体中软相和其他组织缺陷的作用
9.2.4 如何更有效地评估夹杂物尺寸
9.2.5 实验频率影响与试样发热问题
9.2.6 超高周疲劳实验合作研究
参考文献
后记
术语索引
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    合金结构钢是钢铁产品中一类主要产品，在机械零件和工程构件中使用量大、应用面广。近年来，国民经济各部门对合金结构钢提出了更高强度、更高安全性、长寿命和低成本的迫切要求。而磨损、腐蚀和断裂是机械零件和工程构件的三种主要破坏形式，也是这些零件和构件失效的三种主要原因。在机械零部件中，每年因磨损和腐蚀而造成的经济损失都是十分可观的。然而材料断裂破坏因其常突然发生，导致灾难性的设备事故和人身事故，所以断裂破坏更为工程界所重视。在机械的断裂事故中，绝大部分是由于钢的疲劳引起的C2）。因此，疲劳破坏是阻碍机械制造用钢进一步高强度化和长寿命化的主要原因之一，具有优异的抗疲劳破坏性能的高强度钢铁材料是当今机械制造领域追求的材料之一。
     对于高强度钢的定义，目前还没有统一与严格的界定。业界有这样的认识，高强度钢其强度、韧性综合性能应该较好，抗拉强度一般在1200MPa以上；而超高强度钢其抗拉强度在1500MPa以上。本书为了叙述简便，不再将二者区别。
     钢铁材料一般随着抗拉强度的提高，其疲劳强度也提高。但是当钢的强度级别提高到一定程度，比如抗拉强度达到约1250MPa时，其疲劳强度就往往不会随着抗拉强度的提高而不断提高，即使提高，也是比较有限的。人们已经认识到，钢中的夹杂物在这里是非常大的影响因素，尤其是在超长寿命疲劳（也称超高周疲劳）实验中的长寿命阶段，大部分疲劳断裂起源于钢中的夹杂物，即夹杂物等内部缺陷的影响更为显著。 ……