Q345R 鋼中微缺陷的裂紋萌生與擴展

金屬疲勞斷裂失效是工程結構及機械零部件的主要失效形式之一，疲勞過程通常在表面生核，然后逐漸擴展到整個斷面，涉及裂紋的萌生與擴展。金屬疲勞學研究表明：疲勞裂紋總是最早萌生于結構的表面，表面為平面應力狀態，其形核方式主要有滑移帶啟裂和夾雜啟裂。
　　中國計量學院安全工程研究所的學者對壓力容器與壓力管道用鋼Q345R在低周疲勞下微孔（? 40～200 μm）的裂紋萌生與擴展規律進行了研究。研究表明小裂紋的萌生主要機理為滑移帶啟裂，并且由剪應力起主導作用。微缺陷的尺寸、應力幅等因素對疲勞壽命均有影響顯著，當應力幅值較低時，微孔的尺寸對疲勞壽命有明顯影響。當應力幅值水平較高時，小孔直徑對疲勞壽命的影響則不敏感。微觀缺陷尺寸存在臨界值，當缺陷尺寸大于臨界值時，疲勞壽命下降很快。在同一應力幅水平下，裂紋萌生壽命與疲勞總壽命的比值（Nt/Nf）與微孔尺寸沒有關系，本試驗的低周疲勞下約為10%～25%。