低强度单相材料的室温疲劳试验中不锈钢管晶界的起皱和缺口

在把晶间部分解释为蠕变作用以前,还需要一些其他的资料。厚壁不锈钢管材料在低温下应当具有穿晶疲劳断裂形式,并表明发生蠕变损伤时,在何种温度、应力和时间的条件下出现向晶间断裂的转变。倘若这些条件得不到满足,在许多低强度单相材料的室温疲劳试验中,由于晶界的起皱和缺口以及产生有害的晶界组织,可能出现晶间断裂。由于晶界强度比基体强度的(当温度升高时)下降快得多,将会出现由穿晶开裂到晶间开裂的转变。这就是等强温度的概念,假使此转变或等强温度出现在一般蠕变范围,这种划分是不重要的。对蠕变成分的最有力的证据,主要是观察到晶界空穴和三叉点处的楔形裂纹。这些可能在一些金相切面(由取除断裂表面或在断裂前切开一部分)中被观察到。但是,分辨不清的蠕变损伤也可能存在。有两个例子值得提出,Udimet700在室温到1000°F (538)之间的低循环疲劳断裂是穿晶的。在1200°F (649)时将出现小量的表面晶间开裂,其数量随着温度的升高而增加。

1400°F(760)时,厚壁不锈钢管全部表面裂纹起始是晶间的,裂纹扩展到一个晶界长度后改变为穿晶的。在1700°F(9270C)时,晶间起始的裂纹主要沿晶间扩展。可以肯定,在1000°F(5380C)以下疲劳机理是起主导作用的,随着温度的升高,蠕变成分变得更为重要,首先作用在起始,然后也作用在扩展上。相反假使同一材料给予高温加工处理时,晶间裂纹起始甚至在室温下出现。这肯定是一种不包含蠕变的晶间起始情况。

疲劳寿命的延长是扼要地阐明直接影响疲劳寿命的合金行为,并提出改进厚壁不锈钢管材料强度的一些方法。应当注意,这许多方法是比较新的,在一些情况下还没有现存的资料可供用来评价其可能性。在其他一些情况下,在确定如何改进疲劳性能以前,有必要对在一些特定条件下的裂纹起始、扩展和连接的过程进行了解。在这些情况下,对考虑各种可能性的纲要进行了试探。

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