大截面低碳马氏体钢的疲劳性能研究

表3和图1、2的结果说明，20CrMnSiMoVA等低碳马氏体钢，不但光滑疲劳极限和缺口疲劳极限比中碳钢调质状态高（前者是后者的130%和143%），而且疲劳缺口敏感度低；疲劳曲线持久值部分的位置也较好，说明抗疲劳过载能力比中碳钢调质或中温回火为好。表4说明，20CrMnSiMoVA等低碳马氏体钢在尖锐缺口下的N_i最高。外加应力越低，效果越显著。在15000N/5000N级应力水平下，低碳马氏体钢的N_i已超出中碳钢淬火中温回火的三倍。一般认为^[8]：

N_f（疲劳总寿命）=N_i（疲劳裂纹萌生期）+N_k（裂纹扩展寿命）

对于低应力高周疲劳，Mansn^[9]提出。可见，疲劳裂纹萌生期占总寿命的绝大部分。20CrMrSiMoVA等大截面低碳马氏体钢具有较高的疲劳裂纹萌生期N_i，必将有较高的疲劳总寿命。(www.xing528.com)

我们前阶段的工作发现，低碳马氏体钢的裂纹扩展速率比较大。但从这次工作来看，低碳马氏体钢20SiMn2MoVA的da/dN固然比35CrMo调质略高一点，但却比35CrMo淬火中温回火低一个数量级，即在同样的强度水平下，低碳马氏体的da/dN比其他组织状态小。关于da/dN与其他力学性能指标的关系，已有许多报道^[10-13]。一般认为da/dN既与塑性韧性有关，也与强度有关。例如文献[3]提出的。20SiMnMoVA等既有较高的抗拉强度σ_b，又有较高的断裂韧性K_IC，其疲劳裂纹扩展速率较小是可以理解的。

综上所述，20CrMnSiMoVA等大截面低碳马氏体钢既有较高的疲劳强度、较低的疲劳缺口敏感度和过载敏感性，又有较长的疲劳裂纹孕育期和较小的疲劳裂纹扩展速率。