Coffin公式： AepN=Ct1 (1) 为定量研究热疲劳问题奠定了基础，可以由塑性应变范围△￡知来确定热疲劳循环的寿命N,(a, C为由材料性质决定的常数)。由于热疲芳寿命的控制因素很多，而且温度场、应力场都是 瞬态问题，使热疲劳寿命的定量分析困难重重，考虑在多维应力作用下的热疲劳破坏、裂纹 的形态、裂纹的传播等问题至今只有很少报导：2)。 本文对3C2W8V钢在二维应力、应变状态下的热疲劳问题作了定量分析和实验研究，对 热疲劳中应力、应变状态和疲劳裂纹形态的关系得到一些有意义的结论。 1热疲劳试验 1,1试验方法和设备 试验在GLEELE-1500热模拟试验机上进行。试样为圆柱体，中间工作段为φ10mm。试 样缓慢加热到高温，然后喷水快速冷却，试样内将产生二向热应力（周向和轴向应力）。试 样的加热、冷却反复进行，形成反复的热应力循环。不同的试样采用相同的加热、冷却制度， 在试样快速冷却的同时对不同的试样施加0~24kN的轴向力F￥，这样在不同的试样内产生不 同的应力比0.0：、应变比e。'?、和塑性应变比T。/gx(这里9表示周向，￥表示轴向)， 然后观察试样的热疲劳破坏现象。 试样材料为3Cr2W8V,在1100℃下油淬，570℃下保温2h后炉冷，试样加热上限温度为 720℃，喷水4s,下限温度约为210℃。试样的加热和加轴力的曲线如图1，每根试样的热疲 劳循环次数均为150次。 试验机由计算机自动控制和采集试样中的温度、时间、轴向力的数据，并根据需要自动 输出这些参数间的关系曲线，为了使试样冷却均匀，作者对试验机的喷水装置进行了改进。 720广 P 360 800 32 48 0.0 64 80 96 t/s 图1温度、轴向力对时间的变化曲线 Fig.1 Change of temperatures and axial force on time 1.2试验结果 图2显示了5个试样的热疲劳裂纹的情况。可以看出：当轴向力为零和轴向力很大时 (Fxm.x=24kN),试样表而均产生直线形裂纹（图2，a,e),裂纹方向分别为轴向和垂直 于轴向。当轴向力居于前两者之间时试样上出现龟裂，龟裂的大致形状随轴向力的增大，由 287公式 ‘ ， 笋 亡 ” 为定量研 究热 疲劳 向题奠定 了基础 ， 可以 由塑性应变范围△ 来 确定热 疲劳循环的寿 命 ， 。 ， 为 由材料性质决定的常数 。 由于热疲 劳寿命 的控制因素 很多 ， 而且温度场 、 应 力 场都是 瞬态 问题 ， 使 热疲 劳寿 命的定量 分析 困难重 重 ， 考虑在多维应 力作 用下 的热 疲劳破坏 、 裂纹 的形态 、 裂纹的传播 等问题 至 今只有很少报导 ‘ “ ’ 。 本文 对 钢在 二维 应 力 、 应 变状态下 的热疲劳 问题作 了 定量分析和实验研究 ， 对 热疲劳中应力 、 应变状态和疲劳裂纹形态 的关系得到一些 有意义的结论 。 热疲劳试验 。 试验方法 和设备 试验在 一 热 模拟试验机 上进 行 。 试样为圆柱体 ， 中间工作段为功 。 试 样缓慢加热 到 高温 ， 然后 喷水快速冷却 ， 试样 内将产生 二 向热应 力 周 向和轴 向应 力 。 试 样 的加热 、 冷 却 反复进 行 ， 形成 反复的热应 力循环 。 不 同的试样采 用相 同的加热 、 冷却制度 ， 在 试样快 速冷 却 的同 时 对不 同的试 样施 加。 一 峨 的轴 向力 尸 二 ， 这样在不 同的试样 内产生不 同 的应 力 比 。 厂， ‘ 、 应 变 比。 。 ，。 二 、 和塑性 应 变 比， ， 。 ， ，， 这 里 口 表 示周 向 ， 二 表示轴 向 ， 然后 观察试样的 热 疲劳破 坏现 象 。 试 样材 料为 ， 在 ℃ 下油淬 ， 了。 ℃ 下保温 后 炉冷 ， 试样 加热 上限温 度为 ℃ ， 喷水 ， 下 限温 度约 为 ℃ 。 试 样的 加热 和 加轴力的 曲线如 图 ， 每根试样的热疲 劳 循环 次数均 为 次 。 试验机 由计算机 自动 控制和采 集试样 中的温度 、 时 间 、 轴 向力的数据 ， 并 根据需要 自动 输 出这 些 参数 间的关 系 曲线 ， 为 了使试样冷却均 匀 ， 作 者对 试验机 的喷水装置进行 了改 进 。 引月 － 丁 口 丫 口 了 」 。 甘日︸︵ 内 夕食 公 图 温 度 、 轴 向力对时 间的变 化曲线 了 试验结果 图 显 示了 个试样 的热疲 劳裂纹的情况 。 可以看出 当轴 向力为 零 和 轴 向力很 大时 二 二 。 二 ， 试样 表而 均 产生 直线形裂纹 图 ， ， ， 裂纹 方向分别为轴 向和垂直 于轴 向 。 当轴 向 力居 于前两者之 间时试样上 出现 龟裂 ， 龟裂 的 大致 形状随轴 向力的增 大 ， 由