1 高强度钢超高周疲劳研究背景 1
1.1 疲劳分类 1
1.2 传统疲劳研究的发展概况 3
1.3 高强度钢超高周疲劳研究必要性 4
2 钢中非金属夹杂物 7
2.1 钢中非金属夹杂物的来源与种类 7
2.1.1 非金属夹杂物的来源 7
2.1.2 非金属夹杂物的种类 8
2.2 钢中非金属夹杂物的测量与评定 11
2.2.1 金相法 11
2.2.2 无损检测法 12
2.2.3 夹杂物浓缩检测方法 12
2.2.4 疲劳实验检测方法 13
2.2.5 统计方法 13
2.3 非金属夹杂物对钢力学性能的影响 14
2.3.1 非金属夹杂物对常规力学性能的影响 14
2.3.2 非金属夹杂物对疲劳性能的影响 14
3 超高周疲劳的实验方法及研究进展 20
3.1 超高周疲劳实验方法 20
3.1.1 超声波疲劳研究的发展 20
3.1.2 超声波疲劳实验设备 22
3.1.3 超声波疲劳实验原理 23
3.2 超高周疲劳的研究进展 27
3.2.1 S-N曲线特性 27
3.2.2 断口特征与机制 28
3.2.3 疲劳强度与夹杂物尺寸的关系 31
4 临界夹杂物尺寸问题 33
4.1 夹杂物与其他缺陷尺寸的等效性 34
4.1.1 Murakami夹杂物等效投影面积模型 34
4.1.2 表面粗糙度等效缺陷尺寸 35
4.2 临界夹杂物尺寸的估计 36
4.2.1 临界夹杂物尺寸的定义 36
4.2.2 临界夹杂物尺寸的估算 37
4.3 实验及其结果 42
4.3.1 实验材料和实验方法 42
4.3.2 疲劳裂纹源及疲劳强度 43
4.3.3 分析与讨论 43
4.4 小结 46
5 S-N曲线特性与夹杂物尺寸问题 47
5.1 实验材料与方法 49
5.2 实验结果 51
5.2.1 微观组织 51
5.2.2 S-N曲线 52
5.2.3 断口形貌观察 54
5.2.4 疲劳源区的元素面分布 57
5.3 讨论 60
5.3.1 洁净高强度弹簧钢的超高周疲劳性能 60
5.3.2 夹杂物尺寸对超高周疲劳S-N曲线的影响 61
5.4 小结 63
6 疲劳强度与疲劳寿命的估计 65
6.1 疲劳强度的估计 65
6.1.1 由表面与内部夹杂物决定的疲劳强度σw 65
6.1.2 由GBF决定的疲劳强度σw9 66
6.2 疲劳寿命的估计 75
6.2.1 疲劳寿命与夹杂物尺寸的关系 75
6.2.2 实验求m值 76
6.3 小结 81
7 氢对高强度钢超高周疲劳行为的影响 82
7.1 GBF区的形成与疲劳断裂机制 82
7.1.1 GBF区边界的应力强度因子门槛值 83
7.1.2 由氢引起的应力强度因子 87
7.2 氢对高强度钢疲劳强度的影响 91
7.2.1 实验材料与方法 92
7.2.2 氢对高强度钢硬度的影响 94
7.2.3 氢对疲劳性能的影响 94
7.3 小结 102
8 夹杂物评定标准与统计方法 103
8.1 夹杂含量评定国家标准 104
8.2 估计最大夹杂物尺寸的两个统计方法 106
8.2.1 统计极值（SEV）方法 106
8.2.2 广义帕雷托分布（GPD）方法 109
8.3 实验验证 111
8.3.1 实验材料与过程 111
8.3.2 参数的确定 111
8.3.3 疲劳强度下限的预测 113
8.3.4 实验结果与讨论 113
8.3.5 钢中最大夹杂物尺寸估计的重要意义 116
8.4 小结 116
9 成功探索与今后需要研究的一些问题 118
9.1 高强度钢的长疲劳寿命化的成功探索 118
9.1.1 客运专线弹条用弹簧钢的长疲劳寿命化 118
9.1.2 汽车变截面少片簧用长疲劳寿命弹簧钢 121
9.2 今后需要研究的一些问题 123
9.2.1 高强钢疲劳性能的优化 123
9.2.2 夹杂物类型与改性 124
9.2.3 钢基体中软相和其他组织缺陷的作用 125
9.2.4 如何更有效地评估夹杂物尺寸 126
9.2.5 实验频率影响与试样发热问题 127
9.2.6 超高周疲劳实验合作研究 128
参考文献 129
后记 145
术语索引 147