高強度鋼超高週疲勞性能：非金屬夾雜物的影響（簡體書）

本書重點介紹了國家重點基礎研究發展規劃項目(973)——“提高鋼鐵質量和使用壽命的冶金學基礎研究”所屬課題“長疲勞壽命機械製造用高強度鋼的研究”部分的研究成果和開發的技術。 本書重點從夾雜物尺寸的角度深入探討了其對高強度鋼超高周疲勞性能的影響規律。本書共分9章：第1章闡述了近年來材料疲勞研究的概況，特別闡述了對高強度鋼開展超高周疲勞研究的必要性；第2章簡要介紹了鋼中非金屬夾雜物的來源、種類、評定方法及對力學性能的影響；第3章綜述了超高周疲勞的實驗方法及研究進展；第4章給出了臨界夾雜尺寸的估計方法并與實驗作了對比；第5章探討了夾雜物尺寸大小如何影響高強度鋼超高周非曲線的形狀；第6章對高強度鋼的超高周疲勞強度及壽命與夾雜物尺寸的關係，提出了新的表達式；笫7章介紹了氫對高強度鋼超高周疲勞性能的影響；第8章介紹了如何評定鋼中的夾雜物尺寸；第9章總結了研究的經驗與收獲，并提出了研究的新課題和方向。 本書可供從事鋼鐵及其他金屬材料機理、材料性能、材料制備以及機械裝備製造的研究人員、設計與研發人員、生產人員閱讀，也可供大專院校相關專業的師生參考。

1 高強度鋼超高周疲勞研究背景
1.1 疲勞分類
1.2 傳統疲勞研究的發展概況
1.3 高強度鋼超高周疲勞研究必要性
2 鋼中非金屬夾雜物
2.1 鋼中非金屬夾雜物的來源與種類
2.1.1 非金屬夾雜物的來源
2.1.2 非金屬夾雜物的種類
2.2 鋼中非金屬夾雜物的測量與評定
2.2.1 金相法
2.2.2 無損檢測法
2.2.3 夾雜物濃縮檢測方法
2.2.4 疲勞實驗檢測方法
2.2.5 統計方法
2.3 非金屬夾雜物對鋼力學性能的影響
2.3.1 非金屬夾雜物對常規力學性能的影響
2.3.2 非金屬夾雜物對疲勞性能的影響
3 超高周疲勞的實驗方法及研究進展
3.1 超高周疲勞實驗方法
3.1.1 超聲波疲勞研究的發展
3.1.2 超聲波疲勞實驗設備
3.1.3 超聲波疲勞實驗原理
3.2 超高周疲勞的研究進展
3.2.1 S-N曲線特性
3.2.2 斷口特徵與機制
3.2.3 疲勞強度與夾雜物尺寸的關係
4 臨界夾雜物尺寸問題
4.1 夾雜物與其他缺陷尺寸的等效性
4.1.1 Murakami夾雜物等效投影面積模型
4.1.2 表面粗糙度等效缺陷尺寸
4.2 臨界夾雜物尺寸的估計
4.2.1 臨界夾雜物尺寸的定義
4.2.2 臨界夾雜物尺寸的估算
4.3 實驗及其結果
4.3.1 實驗材料和實驗方法
4.3.2 疲勞裂紋源及疲勞強度
4.3.3 分析與討論
4.4 小結
5 S-N曲線特性與夾雜物尺寸問題
5.1 實驗材料與方法
5.2 實驗結果
5.2.1 微觀組織
5.2.2 S-N曲線
5.2.3 斷口形貌觀察
5.2.4 疲勞源區的元素面分布
5.3 討論
5.3.1 潔凈高強度彈簧鋼的超高周疲勞性能
5.3.2 夾雜物尺寸對超高周疲勞S-N曲線的影響
5.4 小結
6 疲勞強度與疲勞壽命的估計
6.1 疲勞強度的估計
6.1.1 由表面與內部夾雜物決定的疲勞強度σw
6.1.2 由GBF決定的疲勞強度σw9
6.2 疲勞壽命的估計
6.2.1 疲勞壽命與夾雜物尺寸的關係
6.2.2 實驗求m值
6.3 小結
7 氫對高強度鋼超高周疲勞行為的影響
7.1 GBF區的形成與疲勞斷裂機制
7.1.1 GBF區邊界的應力強度因子門檻值
7.1.2 由氫引起的應力強度因子
7.2 氫對高強度鋼疲勞強度的影響
7.2.1 實驗材料與方法
7.2.2 氫對高強度鋼硬度的影響
7.2.3 氫對疲勞性能的影響
7.3 小結
8 夾雜物評定標準與統計方法
8.1 夾雜含量評定國家標準
8.2 估計最大夾雜物尺寸的兩個統計方法
8.2.1 統計極值(SEV)方法
8.2.2 廣義帕雷托分布(CPD)方法
8.3 實驗驗證
8.3.1 實驗材料與過程
8.3.2 參數的確定
8.3.3 疲勞強度下限的預測
8.3.4 實驗結果與討論
8.3.5 鋼中最大夾雜物尺寸估計的重要意義
8.4 小結
9 成功探索與今后需要研究的一些問題
9.1 高強度鋼的長疲勞壽命化的成功探索
9.1.1 客運專線彈條用彈簧鋼的長疲勞壽命化
9.1.2 汽車變截面少片簧用長疲勞壽命彈簧鋼
9.2 今后需要研究的一些問題
9.2.1 高強鋼疲勞性能的優化
9.2.2 夾雜物類型與改性
9.2.3 鋼基體中軟相和其他組織缺陷的作用
9.2.4 如何更有效地評估夾雜物尺寸
9.2.5 實驗頻率影響與試樣發熱問題
9.2.6 超高周疲勞實驗合作研究
參考文獻
後記
術語索引