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作者：薛春阳1;杨梦梦2;王连庆1
单位：1.北京科技大学新金属材料全国重点实验室;2.北京科技大学国家材料服役安全科学中心
摘要：随着海洋强国战略的实施，海洋工程用钢的服役性能越来越受到人们的关注。该文以80 mm厚EH47海洋工程用高强钢为例，研究钢板厚度方向不同位置处的微观组织，开展厚度方向不同位置处的低周疲劳试验(应变幅分别为±0.4%、±0.6%、±0.8%、±1.0%、±1.2%)，分析其微观断口及疲劳寿命的变化规律。结果表明：随着取样位置由钢板表面向钢板厚度中心位置变化，平均晶粒尺寸由1.9μm变为2.7μm，最大晶粒尺寸由13.4μm变为36.3μm，低周疲劳寿命Nf分别由9 681、4 395、2 107、1 020、829降低为7 222、1 832、1 015、630、242。通过对试样宏微观断口观察发现，裂纹均在试样表面形成裂纹源，裂纹萌生后扩展并汇聚成主裂纹，形成裂纹扩展区。裂纹萌生和扩展区之间没有明显的边界。表面位置试样中存在少量二次裂纹，二次裂纹的存在可以有效降低裂纹扩展驱动力，从而减缓裂纹扩展速度，提高材料的疲劳寿命。此外，表面位置试样断口粗糙度明显大于中心位置试样，说明表面位置试样裂纹扩展路径偏转程度更大，因而其疲劳性能更好。该研究为海洋工程用钢实际服役环境下疲劳性能的评估和使用提供了一定的数据和理论支撑。
关键词：海洋工程用钢;微观组织;低周疲劳;裂纹扩展路径
基金资助：国家重点研发计划资助(2022YFC3801800); 中央高校基本科研业务费专项资金资助(FRF-TP-25-071)
