【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料疲劳性能，尤其涉及一种表征抗冲击疲劳性能的方法。
技术介绍
1、在机械行业中，有很大部分工件的使用状态是表面淬火状态，表面淬火是工件的表面得到淬火的一种表面热处理工艺，目的是提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，但是工件心部仍具有较高的韧性。
2、根据使用环境的不同，有的工件在服役过程中会受到长周期的冲击压力-不受力-冲击压力-不受力交变载荷作用，在这种情况下工件表面会产生一定的压溃变形，导致工件因金属疲劳而失效。
3、在盾构机刀盘上安装有刀箱，用于支撑滚刀，刀箱内布置有滚刀，滚刀受损后是可以更换的，但是刀箱焊接在刀盘上不可更换。刀箱在长期使用过程中，用于支撑滚刀刀轴的部位会被滚刀给冲击变形压溃。因此在设计时会将刀箱支撑滚刀的部位进行局部表面淬火，目的是提高刀箱的抗冲击疲劳性能，工件淬火后形成淬硬层。
4、目前常用方法是用s-n曲线表征工件材料的疲劳性能，s-n曲线是根据材料的疲劳强度实验数据得出的应力s和疲劳寿命n的关系曲线。但对于表面淬火长周期承受冲击压力-不受力-冲击压力-不受力交变载荷的工件，适用性能差，因为在不明确淬火深度对工件抗冲击疲劳性能影响的前提下，s-n曲线不能有效地表达出表面淬火工件的抗冲击疲劳性能，同时也不能证明淬火后工件淬硬层深度的不同是否能提升抗冲击疲劳性能。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有s-n曲线不能有效地表达出表面淬火工件的抗冲击疲劳性能的问题，提供一种表征抗冲击疲劳性能的方法，通过
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种表征抗冲击疲劳性能的方法，包括以下步骤：
4、步骤1、制取冲击疲劳试验件：试验件包括上下一体成型的淬火段和非淬火段，淬火段就是要进行对试验件进行表面淬火，非淬火段无需进行表面淬火，要求淬火段横截面小于非淬火段横截面；
5、步骤2、测量并记录试验件原始尺寸；
6、步骤3、开展冲击试验：将制取的试验件装夹在试验装置上，在试验装置上进行一定次数的冲击试验，冲击力为压力-不受力-压力-不受力交变载荷，并设置一定的冲击频率；
7、步骤4、测量并记录试验件试验后的变形尺寸；
8、步骤5、计算试验件的变形量：根据步骤2和步骤4记录的数据，计算试验件试验前、后的尺寸变化量，在同等试验条件下，尺寸变化越大表示试验件的抗冲击疲劳性能越差，反之则表示试验件的抗冲击疲劳性能越优。
9、进一步地，步骤1中，所述试验件为金属柱体，试验件具有一定高度，所述淬火段和非淬火段连接组合后截面为“凸”字形，淬火段为表面淬火形成，淬火段表面覆盖有淬硬层。
10、进一步地，步骤3中，试验件竖直装夹在试验装置上，试验装置对淬火段施加交变冲击力，便于模拟工件的受力-不受力循环工况，施力方向为竖直方向、垂直于淬火段上端面；试验装置上设置的冲击试验次数为n，冲击频率为f。
11、进一步地，步骤2中，测量并记录的试验件原始尺寸包括试验件高度h1、淬火段横截面积aq1和非淬火段横截面积at1。
12、进一步地，步骤4中，测量并记录的试验件变形尺寸包括试验件高度h2、淬火段横截面积aq2和非淬火段横截面积at2。试验件受到试验冲击后，其高度和横截面自然会发生变化，并且淬火段和非淬火段的形变程度不同。
13、进一步地，步骤5中，试验件试验前、后的尺寸变化量为δh=h1-h2、δaq=aq2-aq1和δat=at2-at1，δh、δaq、δat的值越大表示试验件的变形越大、抗冲击力疲劳性能越差；δh、δaq、δat的值越小表示试验件的变形越小、抗冲击力疲劳性能越优。
14、通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术根据淬火和非淬火的特性，将试验件设计两个不同截面大小的分段，目的是保证整个试验件的上、下分段均发生一定的变形。通过试验装置对试验件施加交变载荷，并记录试验前、后试验件的变形数据，再对变形数据求差值，根据差值大小来判断工件的抗冲击疲劳性能。整个试验过程简便，所需试验数据少，使用设备少，可操作性强，可在一定程度上表征不同深度淬硬层工件的抗冲击疲劳性能。
16、本专利技术通过大量工件实际应用，能方便直观得到试验件的变形情况，再结合大量的试验数据进行分析，也就是通过工件实际变形程度结合压溃变形数据，能够在一定程度上直观的表现工件抗冲击疲劳性能的优劣，在一定程度上为工件表面淬硬层深度设计提供依据。
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1.一种表征抗冲击疲劳性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种表征抗冲击疲劳性能的方法，其特征在于，步骤1中，所述试验件（1）为金属柱体，所述淬火段（2）和非淬火段（3）连接组合后截面为“凸”字形，淬火段（2）为表面淬火形成，淬火段（2）表面覆盖有淬硬层。
3.根据权利要求1所述的一种表征抗冲击疲劳性能的方法，其特征在于，步骤3中，试验件（1）竖直装夹在试验装置上，试验装置对淬火段（2）施加交变冲击力，施力方向为竖直方向、垂直于淬火段（2）上端面；试验装置上设置的冲击试验次数为N，冲击频率为f。
4.根据权利要求1所述的一种表征抗冲击疲劳性能的方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种表征抗冲击疲劳性能的方法，其特征在于，步骤4中，测量并记录的试验件（1）变形尺寸包括试验件（1）高度H2、淬火段（2）横截面积AQ2和非淬火段（3）横截面积AT2。
6.根据权利要求5所述的一种表征抗冲击疲劳性能的方法，其特征在于，步骤5中，试验件（1）试验前、后的尺寸变化量为ΔH=H1-H2、ΔAQ=AQ
...【技术特征摘要】
1.一种表征抗冲击疲劳性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种表征抗冲击疲劳性能的方法，其特征在于，步骤1中，所述试验件（1）为金属柱体，所述淬火段（2）和非淬火段（3）连接组合后截面为“凸”字形，淬火段（2）为表面淬火形成，淬火段（2）表面覆盖有淬硬层。
3.根据权利要求1所述的一种表征抗冲击疲劳性能的方法，其特征在于，步骤3中，试验件（1）竖直装夹在试验装置上，试验装置对淬火段（2）施加交变冲击力，施力方向为竖直方向、垂直于淬火段（2）上端面；试验装置上设置的冲击试验次数为n，冲击频率为f。
4.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤培龙，武胜圈，胡瑞，任振宇，杨玉超，王旭，李博，孙杰，王安永，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团盾构制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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