拉伸強度與鋼中疲勞極限之間的相關性。學分:美國國家材料科學研究所Kazuo Okada

NIMS研究小組發現,由於循環變形的初步訓練(疲勞),疲勞極限會提高。基於這個結論,研究小組在形成之前開發了一種新的訓練技術,該技術成功地使高強度鋼的疲勞極限增加了一倍,從而抑制了裂紋的啟動。

該策略提供了一種普遍的方法來改善普通鋼的疲勞極限,為熱處理提供了有效的替代方法,這不可避免地犧牲了拉伸強度。有一項研究 出版 v 高級科學場地

疲勞的極限是電壓水平以下是材料可以承受的無限或足夠數量的載荷週期而不會破壞的電壓水平 – 與鋼中伸展強度的比例成比例。但是,當拉伸強度超過1.4 GPa(gigapascals)時,拉伸強度的進一步增加不會改善,或者,降低了疲勞的極限,即受到疲勞限制的天花板。此外,通常,代表性高強度鋼的馬氏體鋼在激活狀態下表現出低水平的疲勞水平,強度最高。

結果,在實際使用之前,通常會軟化馬氏體鋼以改善疲勞,犧牲力量。疲勞限制為基礎的詳細機制尚不清楚,並且對設計材料克服天花板的策略有很高的需求。

關鍵結論

研究小組以1.6 GPA的拉伸強度成功地將疲勞的極限增加了一倍,從而克服了天花板,並限制了疲勞。這是通過在編隊前進行的訓練來實現的,該訓練是在加載條件下進行的,這不會引起裂紋的啟動。

深入的分析表明,高強度鋼中疲勞裂紋開始的主要因素是晶粒載荷 – 載荷構造的彈性應變的彈性不一致。這項研究是世界上第一個證明疲勞的變形,有條件地認為有害的,可以抑制上述啟動裂紋的機制。

“疲勞”增強了鋼

通過在形成訓練鋼中形成之前,通過抑制裂紋的啟動,通過抑制裂紋的啟動來顯著改善疲勞的極限。 a)拉伸強度之間的關係(σ)和107 電壓比0的限制循環疲勞(σW(0)信用字段: 高級科學 (2025)。 doi:10.1002/advs.202504165

前景

與熱處理不同,訓練的訓練可以改善疲勞的極限,而拉伸強度的降低最少,這使其成為一種有前途的方法,適用於常見的高強度郵票。此外,這項研究表明,抑制裂紋的開始,而不是傳統上集中的裂紋完成,這是改善高強度鋼的疲勞極限的關鍵。

該研究小組還旨在製定這種“耐藥物材料破裂的微觀結構設計策略”,並將其應用於包括鋼在內的各種材料中的裂縫現象,這顯著有助於更可行的超高材料的社會實施。

這項研究是由由Kazuho Okada(鋼鐵研究小組高級研究員(SRG)組成的研究團隊,結構材料研究中心(RCSM),NIMS),Kaneaki Tsuzaki(前研究Fallow,srg,srg,rcsm,rcsm,nims,nims,nims),eRi Nakagagawa(Eri Nakagawa(ph.d. inim and s nims s nims and src and src) Shibata(遙遠的領導人,領導者SRG,RCSM,NIMS)。

更多信息:
Kazuho Okada等人,使用由裂紋胚胎控制​​的胚胎控制的自動式抗化,在高強度的馬氏體鋼中增加疲勞。 高級科學 (2025)。 doi:10.1002/advs.202504165

由美國國家材料科學研究所提供


引用:編隊之前的訓練技術使高強度鋼的性能翻了一番(2025年8月26日),於2025年8月26日獲得

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