水室封头部件是核岛核电站蒸汽发生器的重要零件，材料为高强钢508Ⅲ钢，水室封头毛坯件为整体锻造成形，尺寸和重量大，同时造成其加工余量也较大。其制造过程为极端制造，取决于零件的大尺寸、加工的余量以及加工的难度，主要的加工方式为重型铣削加工。其表面存在锻造缺陷，使得硬质合金刀具在加工中承受随机的较大冲击和振动，同时循环的机械-热载荷作用造成刀具的失效严重、刀具寿命低，特别是疲劳损伤严重影响加工效率。因此,进行水室封头重型铣削过程的刀具疲劳损伤研究，分析硬质合金刀具在加工过程中裂纹扩展损伤演化，为提高刀具切削性能及加工效率奠定坚实的基础。　　首先，进行损伤力学应用可行性研究，利用损伤力学进行硬质合金刀具在重型铣削时的初始状态、裂纹扩展以及材料破坏失效的过程分析，描述刀具在循环机械-热载荷作用下的损伤演化;进行重型铣削现场试验，确定刀具失效形式为磨损和疲劳破损，对不同铣削时间下的刀片进行观测，研究裂纹扩展微观形貌及破损等宏观行为;最后从循环载荷与温变化两方面分析硬质合金刀具微裂纹扩展行为，为研究刀具材料裂纹扩展提供理论基础。　　其次，进行损伤参数研究，定义损伤变量描述材料内部损伤量，并建立其与宏观参数定量关系，分析铣削过程中材料内部塑性变化及能量耗散的损伤动力学关系;建立应力强度因子值表征裂纹尖端应力状态，分析刀具裂纹尖端机械应力分布及热源分布，为仿真研究提供理论参数;最后进行疲劳裂纹扩展原理分析，建立Paris公式描述裂纹扩展稳定阶段损伤变化，分析应力强度因子值，得到硬质合金刀具材料疲劳损伤模型，为重型铣削硬质合金刀具疲劳损伤特性及演化分析提供理论研究。　　再次，进行硬质合金材料疲劳裂纹扩展试验分析，建立循环次数与裂纹长度关系图，同时拟合数据得到应力强度因子幅值与裂纹扩展速率曲线，分析裂纹扩展稳定阶段损伤变化程度;进行硬质合金刀具材料高温力学性能试验，分析在高温状态下硬质合金材料的强度及模量的变化趋势，为后期仿真提供参数，同时为研究硬质合金刀具材料的疲劳裂纹扩展特性提供基础性研究。　　最后，建立裂纹尖端内聚力-位移模型，分析裂纹表面应力与张开位移关系:进行硬质合金材料三点弯曲仿真，分析在裂纹扩展过程中应力及位移变化，建立疲劳损伤演化曲线，探究硬质合金刀具材料内部损伤演变，为硬质合金材料疲劳寿命研究及提高抗疲劳性能提供技术支持。