1 前言

马氏体组织是钢铁材料中最基础的强化组织之一，具有复杂的层级结构。由于钢的宏观力学性能深受这些基础组织力学性能的影响，因此，明确板条马氏体各组织单元的力学特性至关重要。然而，目前鲜有研究将板条马氏体的组织特征与其疲劳强度关联起来。

本研究从低碳马氏体钢板中截取了带有单一束构成评价区域的小型试验片，并对其进行疲劳试验，探究了晶面取向与疲劳强度之间的关系。

2 试验与分析方法

本研究所用材料为Fe-3Mn-0.2C（wt%）钢。将厚度为12mm的热轧板材在1100℃下保温30min，随后进行冰盐水淬火，获得完全的板条马氏体组织。

从该试样上切取厚度约100μm的薄片，经机械研磨与胶体二氧化硅研磨制成试样，借助电子背散射衍射（EBSD）技术完成晶面取向的鉴定。随后，在评价区域内根据晶面取向随机取样，截取制备小型试验片。

小型试验片评价区域的侧面经金刚石研磨膏与胶体二氧化硅研磨处理，同时对其两个表面再次进行研磨，以此消除加工层带来的影响。

疲劳试验采用MTS公司生产的Tytron250疲劳试验机，在轴向载荷控制模式下进行，设定应力比为1，循环频率为10Hz。疲劳试验的终止循环次数设定为10⁶次。

3 试验结果与结论

图1展示了小型试验片评价区域的部分观察结果。图中包括基于EBSD分析、按块着色的彩色取向图，以及对应的（110）极点图。各极点图中的黄色线条代表晶面的轨迹。

LC-0、LC-90试样分别是按照晶面与载荷轴垂直和平行的方向截取制备，LC-45试样则是按照晶面与载荷轴呈45°角的方向截取制备。

图2为通过疲劳试验获得的应力-寿命（S-N）曲线图。结果表明，当晶面处于最大剪切应力平面（即LC-45）时，疲劳强度最低，其次为LC-0，而LC-90试样的疲劳强度最高。