球墨铸铁管由于其制造工艺和组织的特点,其疲劳性能的分散度相对比较大 采用光滑圆柱疲劳试样,各种试样的载荷如表2所示 目前,其研究方法有两中:一是采用传统的测量S—N曲线的方法,研究球墨铸铁管的疲劳极限,为无限寿命设计提供依据,以及运用线性累积理论评价构件的疲劳寿命;二是采用断裂力学的方法,研究基本组织、石墨球对球墨铸铁裂纹扩展特性的影响
球墨铸铁管的高周疲劳损伤演变规律如图l、2和3所示 在瞬断区,珠光体基体和混合基体的球墨铸铁管,断口出现脆性断裂,而对铁素体基体球墨铸铁瞬断区断口出现韧性断裂,如图9所示 由于不同基体和球化率的球墨铸铁管具有不同的疲劳强度,为使试验具有可比性,本试验均采用屈服强度的80%作为最大强度载荷 裂纹形成后,当拉应力作用时,裂纹张开,尖端钝化,卸载时闭合,裂纹尖端重新锐化,再一次循环受拉,由于尖端的应力集中,发生亚临界扩展,便留下一条条疲劳辉纹(图7),辉纹基本上平行,略带弯曲呈破浪型,并与局部裂纹扩展方向相垂直 对裂纹源区的进一步分析可知,裂纹源主要是缩松和畸变的石墨,如图6所示 上述两种研究方法均不能分析宏观裂纹出现以前材料中缺陷或微裂纹的形成及发展对材料力学性能的影响 由于试样在加工过程中,每根试样的直径不可能完全一样,因此在计算过程中,为了使试验数据具有可比性,将每根球墨铸铁管疲劳试样换算成直径问8mm,长度为50mm的圆柱体的电阻