采用直流电压降(DCPD)方法测试了316LN不锈钢在室温和350 ℃的疲劳裂纹扩展速率, 得到室温和350 ℃下该材料疲劳裂纹扩展门槛值ΔKth, 并分析了试样断口形貌。结果表明：采用DCPD方法测得室温和350 ℃下ΔKth分别为11.9, 8.1 MPa·m1/2, 与文献值相符, 350 ℃下的疲劳裂纹扩展速率比室温下的要高2～20倍; 在裂纹亚临界扩展区, 疲劳裂纹扩展速率与应力强度因子范围服从Paris公式, 其参数n与温度无关, 参数D与温度成线性正比关系; 试样疲劳破坏形式为穿晶断裂。
所属栏目
试验研究大型先进压水堆核电站重大专项项目(2011ZX0600400908)
收稿日期
2014/11/32015/11/27
作者单位
陈凯:上海交通大学核科学与工程学院, 核材料腐蚀性能研究联合实验室, 上海 200240
杜东海:上海交通大学核科学与工程学院, 核材料腐蚀性能研究联合实验室, 上海 200240
陆辉:上海交通大学核科学与工程学院, 核材料腐蚀性能研究联合实验室, 上海 200240
张乐福:上海交通大学核科学与工程学院, 核材料腐蚀性能研究联合实验室, 上海 200240
徐雪莲:上海市核电工程重点实验室, 上海 200233
石秀强:上海市核电工程重点实验室, 上海 200233
孟凡江:上海市核电工程重点实验室, 上海 200233
鲍一晨:上海市核电工程重点实验室, 上海 200233
刘晓强:上海市核电工程重点实验室, 上海 200233
备注
陈凯(1990-), 男, 湖北襄阳人, 博士研究生。
引用该论文:
CHEN Kai,DU Dong-hai,LU Hui,ZHANG Le-fu,XU Xue-lian,SHI Xiu-qiang,MENG Fan-jiang,BAO Yi-chen,LIU Xiao-qiang.Research on Fatigue Crack Growth Behavior of 316LN Stainless Steel by Direct Current Potential Drop Method[J].Materials for mechancial engineering,2016,40(2):7～10
陈凯,杜东海,陆辉,张乐福,徐雪莲,石秀强,孟凡江,鲍一晨,刘晓强.用直流电压降法研究316LN不锈钢的疲劳裂纹扩展行为[J].机械工程材料,2016,40(2):7～10
参考文献
【1】
BABU M N, DUTT B S, VENUGOPAL S, et al. On the anomalous temperature dependency of fatigue crack growth of SS 316 (N) weld［J］. Materials Science and Engineering: A, 2010, 527(20): 5122-5129.
【2】
SINGH P J, MUKHOPADHYAY C K, JAYAKUMAR T, et al. Understanding fatigue crack propagation in AISI 316 (N) weld using Elber′s crack closure concept: experimental results from GCMOD and acoustic emission techniques［J］. International Journal of Fatigue, 2007, 29(12): 2170-2179.
【3】
于慧臣,张仕朝,李影.不同温度下16Cr3NiWMOVNbE结构钢的低周疲劳行为［J］.机械工程材料, 2014, 38(2): 44-47.
【4】
张仕朝,于慧臣,李影.不同应变比下GH3030合金的高温低周疲劳行为［J］.机械工程材料, 2014, 38(1): 56-59.
【5】
张剑,赵云松,贾玉亮,等.一种镍基单晶高温合金的热机械疲劳行为［J］.机械工程材料, 2013, 37(8): 41-44.
【6】
王正,谭伟同,王璐,等.高温低周疲劳短裂纹萌生的数值模拟［J］.机械工程材料, 2014, 38(3): 90-95.
【7】
石炜,温卫东,崔海涛.微动疲劳加载装置的设计及其在典型合金上的应用［J］.机械工程材料, 2014, 38(1): 11-14.
【8】
张真源,王弘. 304不锈钢的超高周疲劳性能［J］.机械工程材料, 2008, 32 (1)：79-80, 83.
【9】
闫桂玲,王弘,高庆.平均应力对50钢超高周疲劳性能的影响［J］.机械工程材料, 2007, 30(12): 14-18.
【10】
王弘,高庆.超声疲劳试验方法在40Cr钢疲劳性能研究中的应用［J］.机械工程材料, 2004, 27(12): 29-31.
【11】
BABU M N, DUTT B S, VENUGOPAL S, et al. Fatigue crack growth behavior of 316LN stainless steel with different nitrogen contents［J］. Procedia Engineering, 2013, 55(12): 716-721.
【12】
BOWLER N. Theory of four-point direct-current potential drop measurements on a metal plate［J］. Research in Nondestructive Evaluation, 2006, 17(1): 29-48.
【13】
ANDRESEN P L, MORRA MM. Effect of rising and falling K profiles on SCC growth rates in high temperature water［J］. Journal of Pressure Vessel Technology, 2007, 129(3): 488-506.
【14】
ANDRESEN P L, HICKLING J, AHLUWALIA K S, et al. Effects of hydrogen on SCC growth rate of Ni alloys in high temperature water［J］. Corrosion, 2008, 64(9): 707-720.
【15】
ANDRESEN P L, MORRA MM. IGSCC of non-sensitized stainless steels in high temperature water ［J］. Journal of Nuclear Materials, 2008, 383(1/2): 97-111.
【16】
CHOPRA O K, RAO A S. A review of irradiation effects on LWR core internalmaterials-IASCC susceptibility and crack growth rate of austenitic stainlesssteels［J］. Journal of Nuclear Materials 2011 ,409(3) :235-256.
【17】
杜东海,余论,陈凯,等.直流电压降法应力腐蚀裂纹扩展速率在线测定试验系统［J］.理化检验:物理分册, 2014, 50(1): 25-30.
【18】
PARIS P C, ERDOGAN F. A critical analysis of crack propagation laws［J］. Journal of Basic Engineering, 1963, 85(4): 528-533.
