图1 b 试样被用于高周疲劳 (HCF)试验。
图1 试样的尺寸示 6
二、试验的目的、设备和过程
华东交通大学 机电工程学院 材料
加试验的目的工、设备和过程课
题
组
试验过程：
3、疲劳实验
3.1 低周疲劳：使用一个高分辨率CCD相机系统地观测其试样的平切口 部分，用图像记录和储存微裂纹的起源、生长和扩展。
加双相不锈钢工的简介 课
题
组
双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各
约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。成分见表1.
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点。与铁素体相比，塑性、韧
性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高。与奥氏 体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
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三、试验的结果与分析
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加试验的结果工与分析 课
题
组
低周疲劳：
图4a表示了铁素体中位错结构的分 布。
当裂纹从γ相到达相界时，如图5a圆 圈所示，一个显微带脱离了原来的方 向，继续沿着相邻晶粒α的其它滑移 面进行扩展。
图4a 铁素体中13
三、试验的结果与分析
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加试验的结果工与分析 课
题
组
低周疲劳：
图4b表示了显微带穿越α-γ相边界。
一条显微带穿越了α-γ相界，偏离了 原来方向的几个维度，分别在铁素体 中以{112}滑移面和奥氏体中以{111} 滑移面进行扩展。
它的主要特点是屈服强度可达400-550MPa，是普通不锈钢的2倍，因此
可以节约用材，降低设备制造成本 。
表1 本试验采用的双相不锈钢的质量成分
3
二、试验的目的、设备和过程
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加试验的目的工、设备和过程课
题
组
试验目的：研究脆化双相不锈钢在低、高周疲劳实验中的疲劳损伤演
加试验的结果工与分析 课
题
组
低周疲劳：
图3的插图表示了微裂纹增长和循环周次的关系。微裂纹在铁素体中的 传播速度较快，经过相界的时候会减速或者保持原速，随后再次加速扩 展，裂纹进入奥氏体晶粒后，速度会放缓（由于α相和γ相塑性不同的缘 故）。值得一提的是，在低周疲劳实验中，微裂纹随着施密特因子最高 的滑移面进行扩展。
首先，在上面一部分，裂纹在 α-γ相界面(晶粒1-2)被约束，而 这个裂纹将扩展到较低的晶粒 (晶粒 4)，直到第二个α-γ相界处 (晶粒4-5)。
经过几个循环周期后，在上面 的奥氏体晶粒（晶粒1）和下面 的奥氏体晶粒（晶粒5）的两条 裂纹依旧分别被拘束。
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三、试验的结果与分析
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表2 退火和时效处理后材料的拉伸性能
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二、试验的目的、设备和过程
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加试验的目的工、设备和过程课Leabharlann 题组试验过程：
2、电解抛光：因为EBSD分析要求试样表面光滑无缺陷。电解质组成 为：8%高氯酸、70%乙醇、10%二甘醇单丁醚和12%的蒸馏水。试样如 图1所示：
图1 a 圆柱扁切口的试样进行 低周疲劳(LCF)试验；
采用德国标准DIN 1.4462，在低、高周疲劳实验中对双相不锈钢的短 疲劳裂纹行为进行显微研究。
1、热处理：为了提高钢的晶粒尺寸，将钢材置于1250℃中均质处理4 小时；随后缓慢冷却到1050℃，最后水淬。该组织的奥氏体和铁素体比 例均衡，两相平均晶粒尺寸大约为30 μm。最后，将材料在475℃中时效 处理100小时，以获得维氏硬度为254 HV奥氏体和465 HV的铁素体，见 表2。
3.2 高周疲劳：将一个长焦QUESTAR光学显微镜耦合到数码相机中， 对试样的浅凹口处进行观察。
3.3 试验参数：σ = 400 MPa，应力比R = -1和频率f = 10Hz。
3.4 观察记录：定期停止试验(at 80% of σmax)，记录数据，并以饱和压力 下降10%作为断裂的判据。
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三、试验的结果与分析
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加试验的结果工与分析 课
题
组
低周疲劳：
图2显示了低周疲劳断裂后切口区域的表面损伤。
图2 低周疲劳表面扫描电镜显微图 9
三、试验的结果与分析
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加试验的结果工与分析 课
题
组
低周疲劳：
由EBDS获得的晶粒结构图和CCD相机记录的疲劳损伤断裂图像相互叠 加,可以分析与表征微裂纹的萌生和扩展。此外,活跃的滑移面和相应的 施密特因子可以被标识。如图3所示。
华东交通大学 机电工程学院 材料加工课题组
低、高周疲劳试验中双相不锈钢短裂纹扩展 行为的研究
主讲：X X X 2015年5月7日
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目录
华东交通大学 机电工程学院 材料 加工课题组
一 双相不锈钢的简介 二 试验的目的、设备和过程 三 试验的结果与分析 四 试验的结论
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一、双相不锈钢的简介
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微裂纹起源于铁素体的施密特因子（SF）最高的滑移面或α/α晶界。接 着，裂纹沿着相邻晶粒（铁素体或奥氏体）施密特因子最高的滑移面进 行扩展。
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三、试验的结果与分析
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加试验的结果工与分析 课
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低周疲劳：
微裂纹起源于α/α晶界(画圆圈 部分、晶粒2 - 3)。
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二、试验的目的、设备和过程
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题
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试验过程：
4、切片观察
4.1 制备薄片：薄片取自平行于试样轴向的不同深度的切片。
4.2 SEM观察：EBSD技术（电子背散射衍射技术）被用来确定奥氏体 和铁素体相的分布和其晶体取向。
4.3 TEM观察：在100kV下，采用明场像研究内部的位错结构；其衍射 花样可被用来确定晶粒取向和主要晶体方向。
变的特点。
主要的试验设备：
疲劳拉伸试验机（型号不详） 扫描电子显微镜（含电子背散射衍射系统，即EBSD系统） 透射电子显微镜 高分辨率的CCD相机 维氏硬度计 长焦QUESTAR光学显微镜
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二、试验的目的、设备和过程
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试验过程：