鑄造奧氏體不銹鋼(castausteniticstainlesssteels，CASS)因其優(yōu)異的力學性能、良好的耐腐蝕性能和焊接性能，廣泛應用于核能、化工等工業(yè)。在壓水堆核電站中，鑄造奧氏體不銹鋼主要用在核島中的一回路主管道和主泵殼體等關(guān)鍵位置，鑄造奧氏體不銹鋼部件的力學性能對于核電站的安全運行至關(guān)重要。由于壓水堆核電站采用高壓含硼水作為冷卻劑，在服役期間經(jīng)常承受壓力波動，疲勞破壞也是鑄造奧氏體不銹鋼部件主要的失效方式之一。

北京科技大學的學者采用徑向應變控制研究了Z3CN20-09M奧氏體不銹鋼在室溫和350℃高溫下的低周疲勞行為。Z3CN20-09M不銹鋼表現(xiàn)為先硬化后軟化的循環(huán)特性，但硬化的程度取決于溫度和應變幅。隨著應變幅的增加，Z3CN20-09M鋼的低周疲勞循環(huán)壽命逐漸減短，而相同循環(huán)次數(shù)下應力幅也隨之提高。溫度對Z3CN20-09M鋼的低周疲勞行為影響較大，與室溫相比高溫下的循環(huán)硬化程度更高，相同應變幅下高溫的低周疲勞壽命也高于常溫下的壽命。通過疲勞實驗的原位觀察發(fā)現(xiàn)，奧氏體內(nèi)的滑移面、夾雜物及奧氏體和鐵素體兩相的界面是疲勞裂紋可能的形核位置，奧氏體和鐵素體兩相的不協(xié)調(diào)變形使相界處產(chǎn)生應力集中，導致疲勞裂紋容易沿兩相界面擴展。

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