报告题目:超高周疲劳裂纹萌生特征区的形成机理

报告人:      洪友士 研究员

                  LNM

时间：2016年1月29日(周五) 9: 00  

地点：中国科学院力学研究所主楼334会议

报告摘要：超高周疲劳（VHCF）裂纹萌生往往起源于材料内部：夹杂物作为裂纹源萌生裂纹，萌生区呈“细晶区”（FGA）和“鱼眼”（FiE）形貌，FGA被认为是VHCF裂纹萌生特征区。我们精细检测了两种高强钢VHCF的FGA和FiE形貌：采用聚焦离子束（FIB）方法准确定位制备FGA和FiE局域剖面观测样品，用扫描电镜和透射电镜并配以选区电子衍射检测了FGA和FiE局域的微结构及其电子衍射斑图，结果揭示了FGA（且仅FGA）是一层纳米晶层。由此，我们提出了FGA形成机理：萌生裂纹面之间的大数往复挤压（NCP），造成裂纹尾迹的晶粒细化从而形成FGA，此过程与裂纹闭合效应和残余应力释放相联系。进一步的实验研究表明，负加载应力比状态的VHCF裂纹萌生区呈现纳米晶层，而正加载应力比状态的VHCF裂纹萌生区不出现纳米晶层；对于负加载应力比状态，若载荷周次较低，裂纹萌生区亦不出现纳米晶层。这一结果证实了NCP模型。我们的结果否定了现行的关于FGA的机理和模型。所提出的NCP模型不仅是对VHCF裂纹萌生特征区形成机理的理解；而且NCP作为一种概念，为制备纳米晶薄膜提供了一种可能的新思路。