高強度鋼在航空、汽車、機械等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,但其內(nèi)部的 TiN 夾雜物(鈦氮化物)作為潛在的裂紋萌生源,顯著影響材料疲勞性能。疲勞壽命預(yù)測模型的構(gòu)建需結(jié)合斷裂力學理論、材料微觀結(jié)構(gòu)表征及統(tǒng)計分析方法,核心在于量化 TiN 夾雜物特征(尺寸、形狀、分布)與疲勞壽命的關(guān)系。
裂紋萌生機制
TiN 夾雜物與基體的彈性模量失配(TiN 彈性模量約為 300 GPa,鋼基體約為 210 GPa)會導(dǎo)致應(yīng)力集中,尤其在循環(huán)載荷下易誘發(fā)微裂紋。夾雜物尺寸越大、棱角越尖銳,應(yīng)力集中系數(shù)越高。
關(guān)鍵影響參數(shù)
尺寸參數(shù):夾雜物等效直徑(Deq)、長徑比(L/D)
分布參數(shù):單位體積夾雜物數(shù)量(Nv)、距表面距離(dsurface)
材料參數(shù):鋼的強度級別(如抗拉強度σb)、顯微組織(馬氏體 / 貝氏體含量)
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