9.2.6 超高周疲劳实验合作研究
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高强度钢超高周疲劳性能-非金属夹杂物的影响 节选

《高强度钢超高周疲劳性能:非金属夹杂物的影响》重点介绍了国家重点基础研究发展规划项目（973）——“提高钢铁质量和使用寿命的冶金学基础研究”所属课题“长疲劳寿命机械制造用高强度钢的研究”部分的研究成果和开发的技术。《高强度钢超高周疲劳性能:非金属夹杂物的影响》重点从夹杂物尺寸的角度深入探讨了其对高强度钢超高周疲劳性能的影响规律。《高强度钢超高周疲劳性能:非金属夹杂物的影响》共分9章：第1章阐述了近年来材料疲劳研究的概况，特别阐述了对高强度钢开展超高周疲劳研究的必要性；第2章简要介绍了钢中非金属夹杂物的来源、种类、评定方法及对力学性能的影响；第3章综述了超高周疲劳的实验方法及研究进展；第4章给出了临界夹杂尺寸的估计方法并与实验作了对比；第5章探讨了夹杂物尺寸大小如何影响高强度钢超高周S-N曲线的形状；第6章对高强度钢的超高周疲劳强度及寿命与夹杂物尺寸的关系，提出了新的表达式；第7章介绍了氢对高强度钢超高周疲劳性能的影响；第8章介绍了如何评定钢中的夹杂物尺寸；第9章总结了研究的经验与收获，并提出了研究的新课题和方向。《高强度钢超高周疲劳性能:非金属夹杂物的影响》可供从事钢铁及其他金属材料机理、材料性能、材料制备以及机械装备制造的研究人员、设计与研发人员、

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插图：合金结构钢是钢铁产品中一类主要产品，在机械零件和工程构件中使用量大、应用面广。近年来，国民经济各部门对合金结构钢提出了更高强度、更高安全性、长寿命和低成本的迫切要求。而磨损、腐蚀和断裂是机械零件和工程构件的三种主要破坏形式，也是这些零件和构件失效的三种主要原因。在机械零部件中，每年因磨损和腐蚀而造成的经济损失都是十分可观的。然而材料断裂破坏因其常突然发生，导致灾难性的设备事故和人身事故，所以断裂破坏更为工程界所重视。在机械的断裂事故中，绝大部分是由于钢的疲劳引起的C2）。因此，疲劳破坏是阻碍机械制造用钢进一步高强度化和长寿命化的主要原因之一，具有优异的抗疲劳破坏性能的高强度钢铁材料是当今机械制造领域追求的材料之一。对于高强度钢的定义，目前还没有统一与严格的界定。业界有这样的认识，高强度钢其强度、韧性综合性能应该较好，抗拉强度一般在1200MPa以上；而超高强度钢其抗拉强度在1500MPa以上。本书为了叙述简便，不再将二者区别。钢铁材料一般随着抗拉强度的提高，其疲劳强度也提高。但是当钢的强度级别提高到一定程度，比如抗拉强度达到约1250MPa时，其疲劳强度就往往不会随着抗拉强度的提高而不断提高，即使提高，也是比较有限的。人们已经认识到，钢中的夹杂物在这里是非常大的影响因素，尤其是在超长寿命疲劳（也称超高周疲劳）实验中的长寿命阶段，大部分疲劳断裂起源于钢中的夹杂物，即夹杂物等内部缺陷的影响更为显著。

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