带有疲劳裂纹的35CrMo构件电磁热止裂强化.pdfVIP

学兔兔 第51卷第4期 机 械 工 程 学 报 VO1．51 No．4 2015年 2月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Feb． 2015 DoI：1O．3901J／ME．2015．04．066 带有疲劳裂纹的35CrMo构件电磁热止裂强化冰 付宇明 郭建龙 郑丽娟 (燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004) 摘要：利用超强脉冲放电装置对含有疲劳裂纹的35CrMo钢试件进行电磁热止裂试验。放电后裂纹尖端熔化，裂尖钝化成微 小的椭圆形，降低了裂尖处的应力集中；对放电后裂尖处的椭圆形钝化区与基体区的化学成分进行对比分析发现：椭圆形钝 化区中Mn、Si、Mo质量分数增高，晶粒得到细化，提高了裂纹尖端微小区域内组织的硬度和强度；利用 自主研发的多轴加 载疲劳试验机对放电前后试件进行三点弯曲疲劳寿命测试，结果表明，经过电磁热止裂强化后的试件，疲劳寿命得到提高， 较未放 电的试件平均寿命提高了 13％；采用热．电耦合的数值分析方法模拟求得放电瞬间裂纹尖端处的温度场；通过理论计 算脉冲放电瞬间裂尖处微小区域的应变能密度因子，由于电热应力强度因子的作用，降低了裂尖处的应变能密度因子，有效 阻止了裂纹的继续扩展，为电磁热止裂技术的应用奠定基础。 关键词：疲劳裂纹；电磁热；止裂：35CrMo；应变能密度因子 中图分类号：0346 CrackArrestof35CrM oComponentwithFatigueCrackby ElectromagneticHeating FUYuming GUOJianlong ZHENGLijuan (SchoolofMechanicalEngineering，YanshanUniversity,Qinhuangdao066004) Abstract：A specimenof35CrMowithfatiguecrack isusedtoperform electromagneticheatingcrackarrestexperimentusinga self-madeZL-2superpulsecurrentgenerationequipment．Thecracktipmeltedafterdischarging，andthecmcktipmeltintoatiny ellipse，reducinghtestressconcentration．Comparingchemicalingredientintheovalregionnearcracktipwithhtebasematerialafter crackarresting，thecontentofMn，Si，Moraises，na dthergainsarerefine，increasinghtehradnessandsrtengthofmaterialsraound thecracktip．Specimensbeforeandafterdischargingraetestedbymultiaxialloadfatiug etestingmachineunderthree-pointbending fatiug eload，andhteresultsshow thathteaveragefatiguelifeofspecimensafterdischrageraeincreasedby 13％．Basedonhte coupledhtermal-electricaltheory,anumericalsimulationmehtodisproposedtostudythetemperaturefield．Thesrtainenergydensity factorinthesmallregionraoundcracktipistheoreticallycalculated．Becauseofhteelectrohtermalsrtessinten