The invention discloses a method for predicting the fatigue strength of vermicular graphite cast iron, belonging to the technical field of testing the fatigue performance of materials and components. The invention analyzes the mechanism of high cycle fatigue damage of vermicular graphite cast iron by means of microstructure and high cycle fatigue test, and establishes the quantitative relationship between the microstructure and fatigue strength of vermicular graphite cast iron. The invention can not only effectively predict the fatigue strength of vermicular graphite cast iron, but also be suitable for grey cast iron and metal matrix composite materials. At the same time, the experimental amount required for conventional fatigue strength measurement can be obviously reduced, the experimental process is simpler and faster, and the time is obviously saved, and the manpower and material costs are reduced.
【技术实现步骤摘要】
一种蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法
本专利技术涉及材料与构件疲劳性能测试
,具体涉及一种蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法。
技术介绍
发动机是汽车的核心部件,缸盖作为发动机的一部分,其主要制备材料为蠕墨铸铁。在汽车正常运转过程中缸盖会不断承受循环载荷的作用,不可避免地产生高周疲劳损伤,并最终演化成疲劳断裂。疲劳断裂具有突发性和不可逆性,通常会造成严重后果。因此,如何准确、高效地判断构件的疲劳强度,对增加构件的服役安全性、降低构件的生产成本十分必要。传统的疲劳强度测试方法一般分为两种:一种是根据升降法对材料的各应力幅逐一进行高周疲劳测试,并最终根据实验结果通过升降法计算疲劳强度。该法虽精度较高,但需要耗费大量的人力、物力和财力,因此具有很大的局限性。再者就是根据材料的物理和力学性能,通过复杂的理论推导进行测算,该方法准确度较低,计算过程极其复杂,不适宜工业推广。因此,如何针对材料的高周疲劳损伤机制,提出简单、准确的预测疲劳强度的方法,成为当下疲劳领域的迫切需求。
技术实现思路
为了克服现有疲劳强度预测方法存在的不足之处,本专利技术提供了一种蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法。该方法是基于高周疲劳损伤机制,通过建立蠕墨铸铁微观组织特征与疲劳强度之间的关系,即可实现对蠕墨铸铁疲劳强度的准确预测。该方法具有准确性高、适用性广、方法简便等特点,同时降低了实验量,极大程度地节约了成本。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法,该方法包括如下步骤:(1)选择一种或几种微观组织不同蠕墨铸铁,分别制备用于金相组织分析的蠕墨铸铁样品(为了避免组织分散性,每 ...
【技术保护点】
1.一种蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)选择一种或几种具有不同微观组织的蠕墨铸铁,分别制备用于金相组织分析的蠕墨铸铁样品;(2)将蠕墨铸铁样品进行金相观察与分析,计算出各蠕墨铸铁样品中各组织含量,即得出各样品中石墨和铁素体的面积百分含量;(3)建立蠕墨铸铁微观组织与疲劳强度之间的定量关系,并根据步骤(2)中所得样品中各组织含量及相应样品的疲劳强度,计算出蠕墨铸铁微观组织与疲劳强度之间的定量关系中的未知参数(即公式(1)中的σfw),从而获得蠕墨铸铁疲劳强度预测模型;(4)根据步骤(3)所得蠕墨铸铁疲劳强度预测模型计算不同微观组织蠕墨铸铁的疲劳强度。
【技术特征摘要】
1.一种蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)选择一种或几种具有不同微观组织的蠕墨铸铁,分别制备用于金相组织分析的蠕墨铸铁样品;(2)将蠕墨铸铁样品进行金相观察与分析,计算出各蠕墨铸铁样品中各组织含量,即得出各样品中石墨和铁素体的面积百分含量;(3)建立蠕墨铸铁微观组织与疲劳强度之间的定量关系,并根据步骤(2)中所得样品中各组织含量及相应样品的疲劳强度,计算出蠕墨铸铁微观组织与疲劳强度之间的定量关系中的未知参数(即公式(1)中的σfw),从而获得蠕墨铸铁疲劳强度预测模型;(4)根据步骤(3)所得蠕墨铸铁疲劳强度预测模型计算不同微观组织蠕墨铸铁的疲劳强度。2.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法,其特征在于:步骤(1)中,通过抛光和腐蚀的方式获得用于组织分析的蠕墨铸铁样品,具体过程为:蠕墨铸铁样品表面依次经过目数为400#、800#、1200#、1500#和2000#的砂纸打磨,然后抛光进行组织分析,腐蚀后再进行组织分析。3.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法,其特征在于:步骤(2)中,所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:庞建超,邱宇,张哲峰,邹成路,李守新,张孟枭,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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