1)吊环用钢20SiMn2MoVA试验室性能试验结果和吊环危险断面应力强度因子KI有限元计算结果,经用吊环实物试验校核,有较好的一致性,精度能满足工程上的要求。断裂力学的方法为解决吊环安全可靠性问题提供了有效途径,本文所提供的,建立在材料性能试验和吊环有限元KI计算基础上的K/P~a/2R曲线和N/2R~a/2R曲线,明确指出吊环的裂纹长度a和应力强度因子K之间的关系;裂纹长度a和吊环寿命之间的关系。在实际应用中,只要用探伤方法测出吊环危险断面上存在的裂纹长度a(或弧长L),就有可能根据上述曲线定量地回答该吊环是否能继续安全使用,以及还能使用多久的问题。这样,吊环使用中就能在确保安全的同时,做到物尽其用。根据条件门槛值ΔKth计算所得的吊环中允许存在的非扩张裂纹长度a0,也为产品的检验提供一定的依据。因此,运用断裂力学的方法有可能使我国的吊环生产和使用建立在更合理的基础上,达到更高的技术水平。但是,从材料试验、吊环实物试验过渡到吊环的实际应用,并定出吊环安全使用和判废标准,尚需进行大量工作,其中包括进行大量的现场调查,对试验结果进行验证和修正,提出切合实际的安全系数;建立简便而又有足够灵敏度和精度满足现场使用要求的裂纹检测方法等。就材料性能本身而言,也还需考虑其他一些因素的复合作用,如吊环的随机载荷谱对吊环疲劳裂纹的产生、扩张特性和疲劳总寿命的影响;腐蚀介质的影响;低温下断裂韧性等性能指标变化的影响等。
2)喷丸强化工艺能大大提高吊环的疲劳强度,抑制疲劳裂纹的产生,延缓疲劳裂纹的扩张速率,有明显的延长吊环疲劳寿命的效果。同时,这种工艺具有设备简单,操作方便等优点。因此,应将喷丸强化作为延长吊环寿命,确保吊环安全的重要技术措施,列入生产工艺规范。
3)20SiMn2MoVA钢处理成低碳马氏体的组织状态,具有高强度大韧性相配合的性能特点,作为新型的吊环用钢,在减轻吊环重量,延长吊环寿命,确保吊环安全方面起了很大作用。但是,全面的性能试验表明,此钢在现有冶炼及热处理条件下尚有一个值得注意的问题,即FATT较高,作为要在低温(-40℃)下使用的吊环用钢来说,是应该设法改善的。其途径可以是提高冶金质量,特别是设法降低钢中P、S、As、Sn、Sb、Bi、Pb等微量杂质元素的含量,也可以是在现有冶金质量所能达到的水平下,采用能造成“细化或超细化晶粒”的热处理工艺。(www.xing528.com)
4)试验用钢的性能试验表明,断裂韧性KIC和断口形貌转化温度FATT等是对冶金质量极为敏感的性能指标,而相比之下,疲劳裂纹扩张速率da/dN则对冶金质量不敏感。但是由于冶金质量的高低会对疲劳断裂时的临界裂纹尺寸带来影响,因而影响到零件的最后疲劳寿命。
(本文试验研究工作由宝鸡石油机械厂与西安交通大学合作完成。原载《陕西机械》1978年第3-4期。主要试验研究与撰稿人员为:李鹤林、金达曾、贾凤和、邓增杰、张毅、李轰仁。)
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