【新刊速览】王刚：表层改性及应力集中对18CrNiMo7-6合金钢疲劳分散性的影响

金属材料的疲劳试验数据常存在较大的分散性，这给材料疲劳寿命的预测带来一定的不确定性。引起疲劳数据分散性的因素是多样的，为了弄清表层改性及应力集中对疲劳数据分散性的影响，研究了光滑试样(Kt为1，Kt为应力集中系数)在3种状态下(淬火回火、渗碳表层改性、混合射流表层改性)及渗碳试样在2种应力集中系数下(Kt为2和4)的疲劳数据分散性，利用分散性指标(包括对数标准差和变异系数)对18CrNiMo7-6合金钢疲劳寿命分散性进行了定量描述；结合疲劳试验数据对淬火回火、渗碳和混合射流3种状态下不同应力水平的疲劳分散性展开分析；对不同应力水平下的试样进行断口失效分析，讨论了疲劳数据分散性与裂纹源的相关性。结果表明，淬火回火试样疲劳寿命分散性最大，渗碳试样次之，混合射流试样分散性最小，这说明表层改性工艺可有效降低疲劳寿命分散性和提升零部件服役可靠性。渗碳试样Kt为4时试样疲劳寿命分散性最大，Kt为2次之，Kt为1分散性最小，这说明随着应力集中的增加，疲劳分散性随之增加，也印证了应力集中是疲劳失效的主要原因这一普遍规律。疲劳寿命较短的试样裂纹主要从表面萌生，而寿命较长的试样裂纹从试样亚表层的夹杂物处萌生。