It is known that the most of breakdown fractures of the structures or machine parts are related either to the fatigue fracture or brittle fracture caused by the fatigue crack. For this reason, to reduce the possibility of the fatigue crack initiation and development, the expensive medium and highly alloyed steels are often used. This paper presents the comparative analysis of the parameters of the fatigue fracture of samples of low alloyed 40H steel and medium alloyed 38H2N2MA steel. The fatigue tests of 10×15×80 mm prism samples made of 40H steel with the U- and V-shaped stress concentrators and of 38H2N2MA steel samples with the U-shaped stress concentrator were carried out on the Instron 8802 installation at the temperature of 20 °C according to the three-point bending scheme with ⱱ=10 Hz, R=0.1 and various ΔР values. Steels were tested after the quenching in oil and the subsequent heating to 300 °C. The microrelief of fractures was studied using the SIGMA scanning electron microscope of the ZEISS Company. It is identified that the stress concentrator shape in the samples influences significantly the time to the fatigue crack initiation. The straight-line section of the kinetic diagrams of the fatigue fracture of 40H and 38H2N2MA steels almost completely coincide, although the coefficient n in the Paris’s equation for the 38H2N2MA steel is slightly higher than for the 40H steel. The microfractografic studies have shown that the propagation of a fatigue crack in the 38H2N2MA steel was associated with the more ductile fracture mechanism than in the 40H steel. Thus, it is determined that the low alloyed 40H steel is equal to the medium alloyed 38H2N2MA steel in its fatigue characteristics.
Известно, что большинство аварийных разрушений конструкций или деталей машин связаны либо с усталостным разрушением, либо с хрупким разрушением, вызванным наличием усталостной трещины. Поэтому для снижения вероятности зарождения и развития усталостной трещины часто используют дорогостоящие средне- и высоколегированные стали. В настоящей работе представлен сравнительный анализ параметров усталостного разрушения образцов из низколегированной стали 40Х и среднелегированной стали 38Х2Н2МА. Усталостные испытания призматических образцов размером 10×15×80 мм из стали 40Х с U- и V-образными концентраторами напряжения и образцов из стали 38Х2Н2МА с U-образным концентратором напряжения проводили при температуре 20 °C по схеме трехточечного изгиба на установке Instron 8802 при ⱱ=10 Гц, R=0,1 и раз- личных значениях ΔР. Стали испытывали после закалки в масле и последующего нагрева до 300 °C. Микрорельеф изломов исследовали в растровом электронном микроскопе SIGMA фирмы “ZEISS”. Установлено, что форма концентратора напряжения в образцах оказывает существенное влияние на время до зарождения усталостной трещины. Прямолинейные участки кинетических диаграмм усталостного разрушения сталей 40Х и 38Х2Н2МА практически полностью совпадают между собой, хотя коэффициент n в уравнении Пэриса для стали 38Х2Н2МА несколько выше, чем для стали 40Х. Микрофрактографические исследования показали, что распространение усталостной трещины в стали 38Х2Н2МА связано с более вязким механизмом разрушения, чем в стали 40Х. Таким образом, установлено, что низколегированная сталь 40Х по своим усталостным характеристикам не уступает среднелегированной стали 38Х2Н2МА.