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《燕山大学》 2012年
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45~#钢试件疲劳损伤电热修复的试验研究

杨文智  
【摘要】:本文采用试验研究的方法,对45#钢疲劳损伤构件进行高压脉冲电流修复,并对其疲劳寿命和微观组织等变化情况进行了扫描电镜观察和X射线衍射分析。 首先,应用EHF-EM电液伺服疲劳试验机对一组试件进行了疲劳寿命Nf测定,同时对另外两组试件进行疲劳损伤制备,疲劳循环次数分别达到90%Nf和80%Nf。然后通过高压脉冲放电的方式,对这两组试件进行修复试验。对修复后的两组试件再次进行相同条件下的疲劳加载实验,直至发生疲劳断裂破坏,也就是对修复后试件的剩余疲劳寿命进行测定。经过实验数据对比分析可以得见,脉冲放电修复后试件疲劳寿命明显增加。 其次,采用扫描电镜对疲劳断裂试件断口形貌特征进行了观察,断口形貌体现了疲劳断裂的损伤特征。再有,采用X射线衍射实验测定了试件在疲劳损伤前后的微观应变,体现了放电处理前后材料的微观应变变化情况;同时采用X射线衍射实验对放电修复前后试件的残余应力的变化情况进行了测定。X射线衍射实验结果表明,材料微观组织结构有明显变化。疲劳断裂试件的微观应变低于疲劳损伤试件修复前的微观应变,高于修复后的微观应变,远远高于45号钢原材料试件的微观应变。残余应力测定结果表明,达到90%疲劳寿命周次的损伤试件经过脉冲放电修复后的残余应力要高于修复后达到80%疲劳寿命周次的试件,也明显高于45号钢原材料试件的残余应力。 通过本文实验研究结果可以推测,高压脉冲电流处理对金属疲劳损伤的修复作用的原因,主要表现在两方面,一个是脉冲电流的热效应,使损伤区再结晶并促使其晶粒长大,使材料内部损伤愈合;另一个是脉冲电流的电动力效应,在电动力的作用下,使损伤处的畸变晶粒原子扩散,使损伤得到愈合。也可能是这两种效应的共同作用,使材料的疲劳损伤得以愈合。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O346.2

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