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在循环软化的条件下,还是以△P,Pmean:突然大幅度下跌为标记比较方便。实践证明, 从0.3一0.7mm宏观裂纹扩展到试样断裂所需的循环数(即N:与Ns之差值),随Aer而 变,△r小时,需要更多的循环才能致断。但是,它占总寿命的百分数却相反,是随△er变 小而降低的。 恒eax,恒频率(也是恒应变速率)疲劳循环反应结果示于图3a、b,由△P一N关系 可见,与R=-1的循环反应相似,也有循环软化现象,尤其是当△er>0.8%时更明显一些。 当△er<0.8%时,循环软化不很明显,而有循环硬化。这种试验的特点是Pmean保持在相 对较高的水平上,但它受△er值的影响,当△er值较小时,Pmean较大(图3b)。当△er较 大即愈接近对称负荷时,Pmean逐步降低,直到接近于零的值,从本次试验来看,△er≥1% 时Pmean已降低到接近零了,当出现宏观大裂纹以后,△P和Pmean同样有明显的降 低。 测出的疲劳数据符合Coffin一Manson公式,无论是拉压对称试验或恒定最大正应变 值的试验,都可以用以下公式描述: △ew=C1N&B △e.=CzNB'+K △et=△ey+Ae。=C1NiB+C,N:B'+K 图4a、b分别为代表在拉压对称和恒定最大应变值下的疲劳曲线。 2.扫描电镜断口分析 断口上可以见到明显的瞬断区和疲劳区,疲劳区有疲劳源及疲劳裂纹扩展区二个部 分,一般疲劳源多沿表面区,在表面区可以见到的主要形态是一阶段裂纹(Stage I)和 沿双晶界、沿晶界裂纹(图5a、b)而且表面有浮突。Stage I裂纹很快就转为二阶段裂 纹(StageⅡ)(图5b)在距表面稍远一些为疲劳扩展区,主要是StageⅡ裂纹,有明显 的疲劳条纹,但是也有Stage I裂纹,沿双晶界和沿晶裂纹及二次裂纹(图6a)对于emx恒 定的试验来说比较容易出现轮胎花样(图6b),尤其是在△e较大的试验条件下,还可 以看到疲劳扩展区里有疲劳条纹或轮胎花样与韧窝共存(图6b),比较不同△εr试验的断 口可见。当△er较小时,Stage I和沿晶界裂纹(包括沿双晶裂纹)增多,当△er较大时, 沿晶及StageⅡ裂纹较多,而且疲劳条纹的宽度也增加。 8,薄膜试样观案位错结构 薄膜观察到位错结构的不均匀性,在离开品界较远的地方,最大的特征是存在条带状 的位错密集的滑移带(图7)。这是形变比较集中的地带,这些滑移带的宽度是不均匀的, 较宽的约0.1一0.4μm,细的小于0.05μm左右,细带分布比较分散,带间距离并不一致, 但一般间距较小约0.5μm以下,而粗滑移带之间距离一般较大,约在1.5μm左右。随着交 变变形量增大,滑移带增多,间距变小,交叉的带也增多。在滑移带之间的地区,位错密 度较小(图7)。用更高的放大倍数来观察(图8a、b、c、d、e、f)。可以看到滑移带 内Y'质点相界附近有很强的应力场衬度(图8a)。只看到少量位错对(图8b),大部分 是不成对位错。一些滑移带内的位错结构与典型的驻留带位错结构很相近,也是梯形位错 结构(图8c),另外有-一些滑移带的位错结构比较复杂,可以看到有位错偶(图8d中的D), 位错圈(图8e)。有些地方,位错和y'的衬度与Kear〔10〕帼明的部分位错和层错相似 (图8a中P),还可以见到由滑移带向滑移带以外放射位错的情况(图8c),以及交变滑 90在循环 软化的条件下 , 还是以△ , 突然大幅度下跌为标记 比较方便 。 实 践证 明 , 从。 一。 对观裂纹扩展 到试样断裂所需的循 环 数 即 ,与 之 差 值 , 随 八。 而 变 , △针小时 , 需要更多的循环 才能致断 。 但是 , 它 占总寿命的百分数却相反 ,是 随△。 变 小而降低的 。 恒‘ “ , 恒频率 也是恒应变速率 疲劳循环反应 结果示 于 图 、 , 由△ 一 关 系 可见 , 与 一 的循环反应相似 , 也有循环软化现象 , 尤其是 当△ 丁 时更 明显一 些 。 当△。 时 , 循环软化不很明显 , 而有循环硬化 。 这种试验的特点是 保持在相 对较高的水平上 , 但它受△。 值的影 响 , 当△ 值较小时 , 较大 图 。 当△。 较 大即愈接近对称负荷时 , 逐步降低 , 直到接近于零 的值 ,从本 次试 验 来看 ,△‘ 时 已降低到接近零 了 , 当出现宏观大裂纹 以 后 , △ 和 同 样 有 明 显 的 降 低 。 测 出的疲劳数据符合 一 公 式 , 无论是 拉压 对称试 验或恒定最大正 应 变 值的试验 , 都可 以用 以下 公式描述 △ , ,一 夕 △仑。 ,一 夕, △ 二 △ , △ 。 二 一 刀 一 口‘ 图 、 分别为代表在拉压 对称和恒定最大应 变值下 的 疲劳曲线 。 扫描电镜断 口 分析 断 口 上可 以见 到 明显 的瞬断区和疲劳 区 , 疲劳区有疲劳源及 疲劳裂纹扩 展 区二 个 部 分 , 一般疲劳源多沿表面 区 , 在表面 区可 以见到的主要形态是一 阶段 裂纹 和 沿 双 晶界 、 沿晶界 裂纹 图 、 而且表面有浮突 。 工裂纹很快就 转 为 二 阶段 裂 纹 五 图 在距表面 稍远一 些为疲劳扩展 区 , 主要是 五裂 纹 , 有 明 显 的疲劳条纹 , 但是也有 工裂纹 , 沿双晶界 和沿 晶裂纹及二 次裂 纹 图 对于‘ 。 二 恒 定的试验来说比较容易出现轮胎花样 图 , 尤其是在△幼较大的试 验 条 件 下 , 还 可 以看到疲劳扩展 区里有疲劳条纹或轮胎花样与韧窝共存 图 , 比较不 同△。 试验 的断 口 可见 。 当△针较小时 , 工和 沿 晶界裂纹 包括沿双 晶裂纹 增多, 当△。 较 大时 , 沿 晶及 五裂纹较多 , 而且 疲劳 条纹 的宽度 也增加 。 。 薄膜试样观察位错结构 薄膜观察到位错结构的不均匀性 , 在离开 晶界较远 的地方 , 最大的特征是存在条带状 的位错密集的滑移带 图 。 这是形变比较集 中的地带 , 这 些滑移带的宽度是不 均 匀的 , 较宽的约 。 一。 林 , 细的小于 件 左 右 , 细带分 布比较分散 , 带间距离并不一 致 , 但一般间距较小约。 卜 以下 , 而粗 滑移带之 间距离一般较 大 , 约在 卜 左 右 。 随着交 变变形量增大 , 滑移带增多 , 间距变小 , 交叉 的带也增多 。 在滑 移带之 间的地 区 , 位错密 度 较小 图 。 用更 高的放大倍数来观察 图 、 、 、 、 、 。 可 以 看到 滑 移 带 内丫‘ 质点相界 附近有很强 的应力场衬度 图 。 只 看到少量 位 错对 图 , 大 部 分 是不成对位错 。 一 些滑移带内的位错结构与典型 的驻 留带位错 结构很相近 , 也是梯形 仙错 结构 图 ,另外有一 些 滑移带的位错结构 比较复杂 , 可 以看到有位错偶 图 中的 , 位错圈 图 。 有些地方 , 位错和丫‘ 的衬度与 〔 〕 闸 明的部分位错和层 错 相似 图 中 , 还 可以见 到 由滑移带向滑 移带以外放射位错的情 况 图 , 以及 交变 滑
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