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摘要
在拉压载荷作用下,分别开展了CuNi2Si合金微喷丸前后漏斗型圆棒试样的疲劳短裂纹复型试验;试验在预先确定的一系列载荷循环周次中断,以使用醋酸纤维膜对试样表面进行复型,进而采用逆序观察法获取了短裂纹萌生与扩展相关数据。分析结果表明:2种试样疲劳裂纹均萌生于试样表面,裂纹扩展受微观组织影响呈现曲折性增长,整体表现出初期增长缓慢,后期裂纹长度迅速增长至试样断裂的趋势,失稳扩展临界尺度约为750.0μm;微喷丸处理可以使裂纹增长模式由以晶间为主转为以穿晶为主,微喷丸前后断口形貌表现出巨大差异,相对未喷丸试样,微喷丸试样裂纹萌生位置呈现较大的晶体平面,无明显晶粒特征,裂纹源区面积较小,在疲劳过程中产生的纤维条纹数量较多,瞬断区韧窝形貌更为明显;经微喷丸处理后,试样平均疲劳寿命提高约31.5倍,裂纹萌生和缓慢扩展阶段占比从整体疲劳寿命的60%增加至80%,可知微喷丸处理对于疲劳寿命的大幅提高主要体现在短裂纹的萌生和稳定扩展阶段,而这种强化效果主要受表面有效应力、硬度、晶界数目的共同影响,但该强化效果对疲劳裂纹扩展后期影响不大。
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单位牵引动力国家重点实验室; 西南交通大学
