Факторы, определяющие природу усталости, так или иначе влияют на положение кривой в координатах lgσ – lgN, поэтому наклон левой ветви кривой усталости (tgαw) может выступать как характеристика, отображающая физические явления, происходящие в образцах (деталях), а точнее, в их поверхностных слоях, которые имеют свойства, отличные от свойств глубинных слоев материала.
Для исследований были изготовлены образцы небольшого диаметра (5 и 10 мм) и плоские (3х3 мм) с десятикратной длиной. Испытания круглых образцов осуществлялась по схеме консольного изгиба с вращением, плоских – по схеме поперечного циклического изгиба.
Повреждение поверхности оценивалось по изменению микроструктуры материала под действием циклических напряжений. В качестве оценочной характеристики служат полосы скольжения, возникающие на шлифе образца, изготовленного в зоне наибольших напряжений. Кроме того, представляется необходимым учесть не только количество повреждений микроструктуры, но и степень их развития: извилистости и прерывистости. В связи с этим было предложено ввести коэффициент, учитывающий «форму» повреждений – Кф; он определяется как отношение Кф =aMT/lMT, где aMT и lMT – ширина и длина наиболее развитой микротрещины.
Цель работы – выявление связи коэффициента формы повреждений (Кф) с показателями сопротивления усталости стали 30ХГСН2А.
Сталь марки 30ХГСН2А показывает одни из лучших показателей сопротивления усталости и повреждаемости поверхности. Для этой стали tgαw = 0,08723 при испытании плоских образцов; tgαw = 0,1299 и tgαw = 0,09257 при вращении круглых образцов. Вид испытания мало сказался на величине показателя сопротивления усталости. Отжиг тех же круглых образцов привел к небольшому ухудшению показателя tgαw и к более значительному уменьшению абсолютного значения предела усталости на базе, превышающей 106 циклов. Увеличение абсолютных размеров образцов показало ухудшение показателей сопротивления усталости.
Используя полученные по результатам испытаний стали 30ХГСН2А данные получили зависимость, связывающую коэффициент формы повреждений (Кф) с повреждаемостью поверхности (Ф), которые укладываются в логарифмических координатах на одну прямую: lg Кф=0,04-0,3774 lg Ф.