外物损伤对S38C车轴钢疲劳性能的影响

摘要

采用空气炮发射钨钢球弹体以不同角度撞击S38C车轴钢试样表面预制弹坑缺陷;利用四点弯曲疲劳试验法获得缺陷试样的疲劳强度;使用超景深光学显微镜表征弹坑的几何形态和截面组织;借助扫描电子显微镜观察弹坑和疲劳断口形貌.结果表明:在200 m/s冲击下,30°冲击对缺陷试样疲劳强度的影响较小,其余角度(45°、60°、75°和90°)冲击试样的疲劳强度随着冲击角度的增大而下降,其中90°冲击试样的疲劳强度较光滑试样下降约40％.弹坑底部会形成绝热剪切带(ASBs)以及由剪切带开裂形成的裂纹,倾斜冲击试样疲劳裂纹源主要位于弹坑出射区边缘材料失效处,垂直冲击试样疲劳裂纹从弹坑两侧扩展.损伤试样的疲劳强度随缺陷深度d和缺陷截面积平方根的增大有相似的下降趋势.