137钢疲劳强度与最大夹杂物尺寸相关性研究.PDFVIP

第 ３０卷第 ３期 江苏科技大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ３０ Ｎｏ３ 　 　 ２０１６年 ６月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｊｕｎ．２０１６ 　　　　　　 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１６．０３．０１１ ４１３７钢疲劳强度与最大夹杂物尺寸相关性研究 刘　飞１，刘学鹏１，夏成宇２，曾德智３，施太和３，周仕明１ （１．中国石化石油工程技术研究院，北京　１００１０１） （２．长江大学　机械工程学院，湖北 荆州　４３４０２３） （３．油气藏地质与开发工程国家重点实验室，四川 成都　６１０５００） 摘　要：采用旋转弯曲疲劳试验研究了 ４１３７钻具钢的疲劳性能．用扫描电镜和能谱仪分析了疲劳断口．结果表明：４１３７钢 的疲劳极限是 ６４５９２ＭＰａ．在保证试件表面没有划痕的情况下疲劳裂纹源位于次表面的复杂氧化铝夹杂物处；并建立了最 大夹杂物尺寸与疲劳强度之间的关系模型，利用 Ｇｕｍｂｅｌ分布函数通过对最大夹杂物尺寸进行估算得出疲劳强度，并对比 旋转弯曲疲劳试验所得出的疲劳强度，两者相差 ７６１％． 关键词：４１３７钢；疲劳性能；Ｓ－Ｎ曲线；夹杂物尺寸 中图分类号：ＴＧ１７２　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７３－４８０７（２０１６）０３－０２６０－０５ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｆａｔｉｇｕｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｓｉｚｅｏｆ４１３７ｄｒｉｌｌｓｔｅｅｌ ＬＩＵＦｅｉ１，ＬＩＵＸｕｅｐｅｎｇ１，ＸＩＡＣｈｅｎｇｙｕ２ ，ＺＥＮＧＤｅｚｈｉ３，ＳＨＩＴａｉｈｅ３，ＺＨＯＵＳｈｉｍｉｎｇ１ （１．ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｉｎｏｐｅｃ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ） （２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｇｔｚｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉｎｇｚｈｏｕＨｕｂｅｉ４３４０２３，Ｃｈｉｎａ） （３．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｉｌ＆ＧａｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｃｈｕａｎ６１０５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆａｔｉｇｕｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ４１３７ｄｒｉｌｌｓｔｅｅｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｒｏｔａｒｙｂｅｎｄｉｎｇｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｆｒａｃ ｔｕｒｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈＥＤＳａｎｄＳＥＭ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｚｅａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｏｎｆａｔｉｇｕｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆ４１３７ｄｒｉｌｌ ｓｔｅｅｌｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｗａｓ５４１８７ＭＰａ．Ｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｓｏｒｉｇｉｎａ ｔｅｄｆｒｏｍ ｅｌｌｉｐｓｏｉｄａｌａｎｄｌｏｗｐｌａｓｔｉｃｉｔｙａｌｕｍｉｎａｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｗｉｔｈｏｕｔｓｃｒａｔｃｈｅｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅ ｔｗｅｅｎｆａｔｉｇｕｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｍａｘｉｍｕｍｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｓｉｚｅｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄ．Ｔｈｅｅｒｒｏｒｂｅｔｗｅｅｎｆａｔｉｇｕｅｐｒｏｐｅｒｔｙｂａｓｅｄｏｎ Ｇｕｍｂｅｌｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｍｏｄｅｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆａｔｉｇｕｅｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓ７６１％． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：４１３７ｄｒｉｌｌｓｔｅｅｌ，ｆａｔ