CA6NM钢是一种美国铸造马氏体不锈钢,中文牌号为0Cr13Ni4Mo,由于这种钢有良好的耐腐蚀性、耐气蚀性等性能,因而在核电领域得到广泛应用。在核电材料的使用过程中,疲劳断裂是一种常见的失效方式,因此对核电材料的疲劳断裂研究非常重要。大多数核电材料的疲劳性能均采用ASTM标准加工的块体样品进行研究,由于核电构件在实际服役过程中无法拆卸,如何采用小尺度样品对这些在役构件的疲劳可靠性进行快速、无损的评价是一个非常重要且迫切需要解决的问题。通过对核主泵叶轮用小尺度超薄CA6NM马氏体不锈钢样品的对称弯曲疲劳和单轴拉-拉疲劳实验,获得了小尺度样品的疲劳性能,并将其与标准块体CA6NM马氏体不锈钢样品的疲劳性能进行了对比研究,研究利用超薄样品评价CA6NM不锈钢疲劳可靠性的可行性。研究发现,40?m厚的超薄CA6NM钢样品拉伸强度比块体样品略高,但拉伸塑性明显降低;单轴加载下的40?m厚的超薄样品在低周区的疲劳强度低于标准块体样品获得的疲劳强度,随着应力幅的降低,在高周区两者的疲劳强度性能差异逐渐减小,疲劳极限较为接近。相同40?m厚的超薄样品的对称弯曲疲劳加载获得的疲劳强度远高于单轴拉-拉疲劳加载获得的疲劳强度,且高于块体样品的疲劳强度。小尺度超薄样品的疲劳性能与加载方式密切相关,对小尺度样品疲劳性能与块体材料疲劳性能差异的微观机理进行了探讨,并评价了采用小尺度超薄样品评价CA6NM钢疲劳可靠性的可行性。采用40?m、100?m、230?m、600?m、1 mm和2.5 mm 6组不同厚度的CA6NM钢样品进行拉伸试验和单轴拉-拉疲劳试验,研究其拉伸和疲劳的尺寸效应。研究发现,随着厚度的减小,CA6NM钢样品的拉伸强度先降低后升高,塑性持续降低。随厚度减小,样品的疲劳性能总体上呈现先上升后下降的尺寸效应:从2.5 mm厚样品到230?m厚样品,除了疲劳极限有所下降之外,没有明显的尺寸效应;100?m厚样品的疲劳性能明显提高,且优于块体样品的疲劳性能;40?m厚样品的疲劳性能明显降低。对不同厚度拉伸和疲劳样品尺寸效应的机理进行了讨论,评价了单轴拉-拉疲劳加载下不同厚度样品评价CA6NM钢疲劳可靠性的可能性。