螺栓是机械领域广泛应用的机械零件.采用20kHz超声波疲劳振动试验机对高强度大螺栓钢(U20Si2钢)进行疲劳测试,并观察其试样的疲劳断口形貌,分析其疲劳失效机理.结果表明,U20Si2钢在超高周(≥10^7)阶段的疲劳起裂以内部非夹杂起裂为主.非夹杂起裂主要发生在粗大的软相组织(贝氏体)处.提出应从控制夹杂物和改善内部组织两方面着手,避免高强度大螺栓钢的超高周疲劳失效.

本文运用超声疲劳试验技术研究了洁净42CrMo高强钢在高周和超高周循环加载下的疲劳性能,并考虑了不同表面质量和加载方式对其疲劳性能的影响。主要关注了表面质量和加载方式对其S-N曲线特征的影响,使用Miner准则预测变幅疲劳寿命的准确性,通过断口观察分析了不同表面质量和加载方式下的微观失效机理,并分析了变幅加载中低载荷的影响。综合考虑了表面质量和加载方式对洁净42CrMo高强钢疲劳性能的影响,能指导该材料的加工制造和明确该材料的使用场合。