表面加工状态分析及优化

国外研究机构对A106-B碳钢和A533-B低合金钢的光滑试样和粗糙试样分别进行疲劳试验，以研究试样表面粗糙度对疲劳寿命的影响。该粗糙试样的表面粗糙度值达到Ra1.2μm，试验结果如图6-6所示。空气环境中A106-B碳钢粗糙试样的疲劳寿命比光滑试样低3倍左右；而在高溶解氧的水环境中两者的疲劳寿命基本相同；在低溶解氧含量的水环境中粗糙试样的疲劳寿命稍低于光滑试样。A533-B低合金钢的相关试验结果与A106-B碳钢相似，在高溶解氧的水环境中两者的疲劳寿命基本相同。该试验结果与滑移带的氧化机理是相符合的，即表面粗糙度不影响滑移带的氧化过程。

国外研究机构对试样表面粗糙度与应变速率对低合金钢疲劳寿命的影响也进行了试验研究。试验结果表明，应变速率与表面粗糙度之间存在较强影响，如图6-7所示。在高应变速率下，A533-B低合金钢的疲劳寿命随着表面粗糙度值的增加而显著下降；而在低应变速率下，由于疲劳寿命已经很低了，只有在表面非常粗糙的情况下疲劳寿命才会进一步降低。尽管NUREG/CR-6909描述的F_en预测公式中没有考虑表面粗糙度的影响，但空气环境中由平均试验数据曲线形成的疲劳设计曲线考虑了表面加工状态的因素。

图6-6 试样表面粗糙度对疲劳寿命的影响(www.xing528.com)

图6-7 表面粗糙度与应变速率对低合金钢疲劳寿命的影响