應力比和腐蝕環境對超高強度鋼AerM et100疲勞裂紋擴展的影響

李松梅， 吳凌飛， 劉建華， 于 美， 文 陳

(北京航空航天大學材料科學與工程學院，北京100191)

超高強度鋼由于其優異的強度，塑性和韌性等性能，被廣泛用于制造飛機著陸部件、火箭發動機外殼等航空、航天零部件［1，2］。AerMet100鋼是20世紀90年代開始研究的新型高合金超高強度鋼，屬Co-Ni型二次硬化超高強度鋼。它具有優異的強度和韌性(KIC≥110MPa·m1/2，σb≥1930MPa)及良好的耐腐蝕性能，主要用于代替300M低合金高強度鋼成為飛機起落架等重要結構件材料［3-5］。關于AerMet100的研究，在國內依然集中在其微觀組織，二次硬化及熱處理工藝上，真正針對其工程性能應用上的研究報道較少。其中于美用電化學方法研究AerMet100鋼在模擬海洋環境下的腐蝕行為［6］，劉建華對比AerMet100和300M鋼的應力腐蝕斷裂性能，AerMet100鋼顯示出更好的應力腐蝕抗性［7］。

腐蝕疲勞(Corrosion Fatigue，CF)是在腐蝕介質和交變應力聯合作用下產生的，若未在設計中考慮到疲勞失效，其危險性是很大的。幾乎所有的腐蝕介質對材料疲勞裂紋的萌生和擴展都起作用，對于不同材料，這種作用有時以簡單現象表現出來，有時則呈現出極復雜的現象［8］。腐蝕疲勞失效事件，在宇航、原子能等工業部門都會發生，在工程上的危害性不亞于應力腐蝕開裂，在考慮工程的設計時，應予以足夠的重視［9］。

針對疲勞裂紋擴展，材料在疲勞裂紋擴展中速區和疲勞裂紋擴展低速區的研究很有必要，可以揭示材料裂紋擴展階段的規律和疲勞裂紋擴展性能，為設計在選用材料時提供數據支持。……