Q345R 钢中微缺陷的裂纹萌生与扩展

金属疲劳断裂失效是工程结构及机械零部件的主要失效形式之一，疲劳过程通常在表面生核，然后逐渐扩展到整个断面，涉及裂纹的萌生与扩展。金属疲劳学研究表明：疲劳裂纹总是最早萌生于结构的表面，表面为平面应力状态，其形核方式主要有滑移带启裂和夹杂启裂。

　　中国计量学院安全工程研究所的学者对压力容器与压力管道用钢Q345R在低周疲劳下微孔（? 40～200 μm）的裂纹萌生与扩展规律进行了研究。研究表明小裂纹的萌生主要机理为滑移带启裂，并且由剪应力起主导作用。微缺陷的尺寸、应力幅等因素对疲劳寿命均有影响显著，当应力幅值较低时，微孔的尺寸对疲劳寿命有明显影响。当应力幅值水平较高时，小孔直径对疲劳寿命的影响则不敏感。微观缺陷尺寸存在临界值，当缺陷尺寸大于临界值时，疲劳寿命下降很快。在同一应力幅水平下，裂纹萌生寿命与疲劳总寿命的比值（Nt/Nf）与微孔尺寸没有关系，本试验的低周疲劳下约为10%～25%。