·80. 工程科学学报，第40卷，第1期 204m 2 um 马氏体板条 0.2m 0.5um 图6热机械疲劳试验前后4C5 MoSiV1钢的微观组织.(a)~(d)试验前：(e)~(f)试验后 Fig.6 Microstructure photographs of 4Cr5MoSiVI steel before and after TMF tests:(a)-(d)before testing;(e)-(f)after testing 500r 应力均快速下降，其原因实际上是宏观裂纹形成后 ·P 400 ·OP 失稳扩展直至断裂的过程[] 由图4可知，滞后回线随着循环次数的增加，整 △=0 00-- 体斜率逐渐变小，滞后环逐渐“平躺”，同时伴随塑 0.8-0.6 0.4 40.2 4 0.60.8 性应变范围的增大：而由图8可知，不管是拉应力还 -100 :机械应变% 是压应力，整体上都随循环次数的增加持续减小，尤 1---200 △=0nt0n 其是低温半周更明显.这说明4Cr5 MoSiV1钢整个 =P 热机械疲劳过程中表现为循环软化累积损伤 -400 -500L 2.3循环平均应力响应曲线 图7基于半寿命周应力-应变滞后回线的塑性应变范围及应力 平均应力也是影响疲劳寿命的重要因素，在热 范围 机械疲劳中有着不可忽视的地位[).图9是 Fig.7 Stress range and inelastic strain range based on stress-strain 4Cr5 MoSiV1钢在同相和反相加载下的热机械疲劳 hysteresis loops during half-life cycle 循环平均应力响应曲线.由图可见：(1)同相加载 时，压缩半周（低温半周）比拉伸半周（高温半周） 时的平均应力为压应力，且随着循环周次的增加逐 循环软化更明显：而反相加载时则相反.同时，还能 渐降低，半寿命循环时的平均应力为-141.6MPa 观察到两种加载条件下试样在最终断裂前循环响应 (表2)：而反相加载时的平均应力为拉应力，半寿命工程科学学报,第 40 卷,第 1 期 图 6 热机械疲劳试验前后 4Cr5MoSiV1 钢的微观组织 郾 (a) ~ (d) 试验前;(e) ~ (f) 试验后 Fig. 6 Microstructure photographs of 4Cr5MoSiV1 steel before and after TMF tests: (a)鄄鄄 (d) before testing; (e)鄄鄄 (f) after testing 图 7 基于半寿命周应力鄄鄄应变滞后回线的塑性应变范围及应力 范围 Fig. 7 Stress range and inelastic strain range based on stress鄄鄄strain hysteresis loops during half鄄life cycle 时,压缩半周 (低温半周) 比拉伸半周 (高温半周) 循环软化更明显;而反相加载时则相反. 同时,还能 观察到两种加载条件下试样在最终断裂前循环响应 应力均快速下降,其原因实际上是宏观裂纹形成后 失稳扩展直至断裂的过程[14] . 由图 4 可知,滞后回线随着循环次数的增加,整 体斜率逐渐变小,滞后环逐渐“平躺冶,同时伴随塑 性应变范围的增大;而由图 8 可知,不管是拉应力还 是压应力,整体上都随循环次数的增加持续减小,尤 其是低温半周更明显. 这说明 4Cr5MoSiV1 钢整个 热机械疲劳过程中表现为循环软化累积损伤. 2郾 3 循环平均应力响应曲线 平均应力也是影响疲劳寿命的重要因素,在热 机械 疲 劳 中 有 着 不 可 忽 视 的 地 位[15] . 图 9 是 4Cr5MoSiV1 钢在同相和反相加载下的热机械疲劳 循环平均应力响应曲线. 由图可见:(1) 同相加载 时的平均应力为压应力,且随着循环周次的增加逐 渐降低,半寿命循环时的平均应力为 - 141郾 6 MPa (表 2);而反相加载时的平均应力为拉应力,半寿命 ·80·