焊接结构中疲劳裂纹形成位置与过程.pdf

节选段落一：
· 24· 焊接 2oo3(8)
焊 接 结 构 中 疲 劳 裂 纹 形 成 位 置 与 过 程
沈 阳 大 学(110044) 董世柱 李 丽 赵海宏
机械科学研究院哈 尔滨焊接研 究所(150080) 霍树斌 王佳杰
摘要 研究 了在交变载荷的作用下 ，16Mn钢焊缝 中疲劳微裂纹萌生的位置及形成过程 。通过透射 电子显微
镜及扫描电镜对疲劳后的试样进行观察及仔细分析，发现疲劳微裂纹萌生的位置主要在第二相粒子与基体的界面
处 、疲劳过程 中形成 的亚晶界处 ；有碳化物析出的晶界处 。


节选段落二：
2 试验结果
为了研究裂纹的形 成位置与扩展途径 ，做 了大量
的疲劳实验 ，用透射电子显微镜及扫描 电子显微镜对
试样进行观察，在裂纹的尖端及附近发现下列现象：
(1)在焊缝 中夹杂物与基体的相界面处观察到了
裂纹，夹杂物有椭圆形 、球形和小块形。夹杂物与基体
剥离 ，使界面不连续 ，形成一个空洞 ，裂纹沿椭圆的长
轴方向曲折扩展(图 1)。观察到最大椭圆形夹杂物的
尺寸为长轴 27．2 pan，平均直径 22．2 p,m，小球形 的夹
杂物与基体剥离但裂纹并不扩展(图 2)。


节选段落三：
裂纹的钝化与”焊合”过程 ，实质上是位错滑移到
自由表面的填充作用和应力场的不均匀分布导致原子
做短距离 的扩散的结果。疲劳裂纹钝 化，最后被 “焊
合”使微裂纹消失。因此渗碳体片的断裂处不是裂纹
源 。
焊缝 中观察的另一个形成裂纹的重要位置是亚晶
界。随循环次数的增加部分 晶粒中的位错密度迅速提
高，大量位错发生聚集 ，并 由缠结的位错组成胞状亚结
构 ，即高密度的位错缠结主要集 中在胞的周围，构成了
胞壁 ，而胞内的位错密度甚低 ，各胞之间存在微小 的位
向差。如果基体中的过饱和空位与位错的弹性应力场
交互作用被吸引到亚晶界上 ，使亚晶界上的原子密度
进一步降低 ，甚至形成局部空洞。