U75V珠光体钢疲劳晶界模型

该模型将晶界疲劳软化效应纳入晶体塑性有限元框架，揭示晶界角度和面积对滚动接触疲劳损伤的影响，并表明晶粒细化可减缓裂纹扩展。

Wang, Kai · Ma, Qiantao · 徐井芒 · Yang, Jian · Taosuo, Bai · 钱瑶 · 陈嵘 · 王平

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2024

技术优势

晶界角度越小损伤越低

晶界损伤随晶界角度增大而显著增加，因此设计小角度晶界可降低滚动接触疲劳损伤。

晶界面积越大损伤越低

晶界损伤随晶界面积减小而加剧，因此增大晶界面积（如通过晶粒细化）可降低损伤。

晶界能阻挡裂纹扩展

晶界被发现能阻碍裂纹扩展，因此晶粒细化可减缓裂纹扩展速率。

应用场景

• 铁路钢轨疲劳寿命评估：用于预测U75V钢轨在循环滚动接触下的疲劳寿命，减少维护成本。
• 滚动接触疲劳机制分析：揭示晶界角度、面积对疲劳损伤和裂纹萌生的影响规律，指导损伤分析。
• 钢材微观结构设计优化：通过设计晶粒形态（角度、面积）降低滚动接触疲劳损伤，优化钢材微观结构。