船用10Ni5CrMoV高强钢的疲劳性能

刘德重¹，冯琼¹，张升才²，耿黎明³，王宏涛¹

1. 浙江大学航空航天学院2. 浙江大学材料科学与工程学系3. 中国舰船研究设计中心

摘 要：通过对三轴疲劳加载试验后带有裂纹的10Ni5CrMoV钢T型焊接节点试样进行金相、硬度、断口试验,利用光学显微镜、扫描电镜对低合金高强钢10Ni5CrMoV的焊接接头的组织、结构和性能进行分析,并结合有限元方法研究其对疲劳特性的影响。分析结果表明:10Ni5CrMoV钢的组织主要为回火索氏体,焊接接头有明显的分区界限,各区的硬度不同,断口呈现韧性断裂的形貌。进一步研究表明,热影响区硬度高于母材区和焊缝区,断口含有孔洞、夹杂等缺陷,裂纹扩展路径受组织和外力影响较大,疲劳寿命对应力集中比较敏感。利用有限元模拟方法计算得到焊趾根部弯曲疲劳寿命,分析结果与试验有较好的吻合程度。因此,改善热处理工艺,改进结构设计,可以提高低合金高强钢10Ni5CrMoV的疲劳特性。

关键词：船用高强钢;组织;疲劳寿命;