超声滚压对LZ50钢疲劳性能及短裂纹行为的影响EI北大核心CSCD

针对超声滚压(USRP)对材料短裂纹行为影响规律不明的问题,对LZ50钢开展USRP试验,对比分析USRP对材料表面形貌、表层显微组织、表层显微硬度、残余应力分布和疲劳寿命的影响,并在340MPa应力水平下开展旋转弯曲复型试验,研究USRP对疲劳短裂纹萌生和扩展的影响。结果表明:USRP能使材料表面发生塑性变形,有效改善材料表面状态,降低表面粗糙度;处理后的LZ50钢表层铁素体、珠光体组织显微硬度平均值分别从200 HV和240 HV提升至304 HV和357 HV,表层残余压应力从-103 MPa提升至-720 MPa,且表层显微硬度和残余压应力沿深度方向呈梯度分布,影响层深约为300μm。在340MPa应力水平下,USRP试样平均疲劳寿命提升385.54%,疲劳短裂纹突破晶界障碍、珠光体带状组织,出现第一、第二次显著降速时的平均寿命分数f分别从0.068和0.469延后至0.172和0.604,短裂纹的萌生和扩展得到明显抑制与延缓。研究结果有助于明确USRP在抑制材料疲劳裂纹萌生与扩展上发挥的积极作用,可为工程材料表面强化工艺的选择提供参考。     

几种渗碳钢的接触疲劳和弯曲疲劳性能

用滚轮试样和三点试样研究了２０ＣｒＭｎＴｉ，２０ＣｅｒＭｎＭｏ，１７Ｃｒ２Ｎｉ２Ｍｏ和２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ四种渗耐烦钢的接触疲劳性能和弯曲疲劳性能。结果表明，２０ＣｒＭｏｎＭｏ钢的接触疲劳性能最高，２０ＣｒＭｎＴｉ钢的最低。     

LZ50车轴钢在复合微动条件下的研究

微动疲劳损伤广泛存在于各种机械接触变载荷作用的构件上,如螺栓,轴承,键槽和榫槽等.微动疲劳会加速受微动作用构件的接触处表面及表层裂纹的萌生和扩展,在微动疲劳的早期阶段裂纹生长速率较高,导致了在微动条件下金属构件过早失效,大幅度降低构件寿命.本文以LZ50车轴钢为主要研究对象,实现了在圆形和椭网形路径加载下的拉扭复合微动...     

车轴用LZ50钢的热变形行为及高温塑性本构方程

借助Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度1050~1200 ℃,应变速率0.01~1 s^-1,变形量在50%的条件下对LZ50高速铁路车轴钢试样进行热变形压缩试验。通过试验测得该材料不同工艺参数下的真应力-应变曲线,采用Arrhenius双曲正弦函数推导LZ50钢的高温塑性本构方程,并分析了不同热加工条件下LZ50钢的动态再结晶行为。结果表明,LZ50钢对温度和应变速率的变化较为敏感,温度越高,应变速率越低,所对应流动应力值越小。LZ50钢的变形激活能为217 920.626 J/mol。变形温度越高,应变速率越低,再结晶现象越容易发生。     

LZ50钢车轴及钢坯的技术进展

本文简要回顾了LZ50钢车轴及钢坯的化学成分以及晶粒度控制的进展,并根据目前技术发展情况,提出了国内车轴钢的生产工艺的发展趋势。     

热处理工艺对GJW50热疲劳性能的影响

通过对用不同工艺热处理的钢结硬质合金GJW50进行热循环试验,研究了热处理工艺对该材料热疲劳性能的影响。结果表明,经淬火回火后的材料其硬度较退火后有较大提高;不同的淬火回火工艺影响材料的热疲劳抗力和在热循环中的硬度变化趋势;热处理工艺对裂纹在试样缺口处的形态及裂纹的传播方式无影响。     

气体软氮化工艺对45钢齿轮弯曲疲劳等性能的影响

测定了45钢齿轮三种软氮化工艺的弯曲疲劳抗力等性能,并与高频淬火工艺进行了对比。结果表明:调质后软氮化齿轮的齿根弯曲疲劳抗力高于高频淬火的;正火后软氮化齿轮的齿根弯曲疲劳抗力低于高频淬火的;软氮化前的组织状态和软氮化时间对性能有显著影响。综合考虑,以调质后570℃×15h软氮化工艺为最佳。     

LZ50钢力学性能试验研究

通过对LZ50钢的化学成分与力学性能进行分析,观察金相组织,分析拉伸断口,调查工艺执行情况,找出影响该钢力学性能的主要因素,从而提高该钢的综合力学性能,生产出高质量的车辆车轴钢。     

工程机械用超高强钢的弯曲性能及弯曲过程中的微观组织演变

采用熔-铸-轧-热处理一体化工艺制备了屈服强度超过1200 MPa的工程机械用超高强钢,通过180°自由弯曲试验研究了其弯曲性能,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等分析了试验钢弯曲过程中的微观组织演变,并探讨了其弯曲变形行为及失效机理.结果表明:内弯曲半径为板厚的1.5倍时,制备的...     

氢气氛离子渗氮提高H13钢热疲劳性能

介绍了将氩气通入热作模具钢—H13钢的离子渗氮过程,用体视显微镜、光学显微镜、硬度计及X衍射分析仪等仪器．分析了氩气氛离子渗氮对H13钢渗层及其热疲劳性能的影响。结果表明：氩气能有效降低渗层的硬度梯度,提高离子渗氮H13钢的热疲劳性能。     

Dynamic Recrystallization Kinetics and Microstructural Evolution for LZ50 Steel During Hot Deformation

The dynamic recrystallization (DRX) behavior of LZ50 steel was investigated using hot compression tests at a deformation temperature of 870-1170 °C and a strain rate of 0.05-3 s^?1. The effects of deformation temperature, strain, strain rate, and initial austenite grain size on the microstructural evolution during DRX were studied in detail. The austenite grain size of DRX was refined with increasing strain rate and decreasing temperature, whereas the initial grain size had no influence on DRX grain size. A model based on the Avrami equation was proposed to estimate the kinetics of the DRX under different deformation conditions. A DRX map, which was derived from the DRX kinetics, the recrystallized microstructure, and the flow stress analysis, can be used to identify optimal deformation conditions. The initiation of DRX was lower than Z _c (critical Zener-Hollomon parameter) and higher than ε_c (critical strain). The relationship between the DRX microstructure and the Z parameter was analyzed. Fine DRX grain sizes can be achieved with a moderate Z value, which can be used to identify suitable deformation parameters.     

H13模具钢的热疲劳性能研究

对不同奥氏体化温度下处理的H13模具钢进行二次回火处理,研究热处理工艺对其热疲劳性能的影响。结果表明,H13模具钢采用1 080℃×15 min奥氏体化,经580℃×2 h二次回火处理后,可以获得良好的热疲劳性能。     

Kinetics of Austenite Grain Growth During Heating and Its Influence on Hot Deformation of LZ50 Steel

Grain growth behaviors of LZ50 have been systematically investigated for various temperatures and holding times. Quantitative evaluations of the grain growth kinetics over a wide range of temperature (950-1200 °C) and holding time (10-180 min) have been performed. With the holding time kept constant, the average austenite grain size has an exponential relationship with the heating temperature, while with the heating temperature kept constant, the relationship between the austenite average grain size and holding time is a parabolic curve approximately. The holding time dependence of average austenite grain size obeys the Beck’s equation. As the heating temperature increases, the time exponent for grain growth n increases from 0.21 to 0.39. On the basis of previous models and experimental results, taking the initial grain size into account, the mathematical model for austenite grain growth of LZ50 during isothermal heating and non-isothermal heating is proposed. The effects of initial austenite grain size on hot deformation behavior of LZ50 are analyzed through true stress-strain curves under different deformation conditions. Initial grain size has a slight effect on peak stress.     

钢结硬质合金GJW50热疲劳开裂的探讨

对钢结硬质合金GJW50试样进行了冷热循环实验,观察了试样在热应力作用下热疲劳裂纹的萌生、扩展以及试样开裂的全过程。结果表明:热疲劳裂纹出现前,在试样的光滑缺口边缘上产生了明显的塑性变形,呈现出凹凸不平。在试样缺口顶端的凹坑内萌生首条裂纹,萌生地是小颗粒的WC粒子集聚区或大颗粒的WC"自裂纹"。萌生的首条裂纹沿着与热循环方向平行的方向扩展,最终成为主裂纹。其扩展途径主要为沿WC聚集区和钢基体相的界面扩展以及在大面积的WC粒子聚集区内扩展。主裂纹遇到钢基体相后受阻,裂纹尖端钝化、转向,寻找耗能少的区域扩展。主裂纹在扩展时形成二次裂纹,但未形成明显上的龟裂;最终,仍然是主裂纹导致试样断裂。     

GJW50钢结硬质合金热疲劳裂纹扩展的研究

在自约束型热疲劳试验机上对GJW50钢结硬质合金进行了热循环试验，用光学金相显微镜和扫描电镜研究了在热应力的作用下的热疲劳裂纹扩展方式和形态。结果表明：在合金中的两大相——硬质相和钢基体相，热疲劳裂纹优先在硬质相区中扩展；扩展的方式受硬质相粒子的尺寸及分布状态所控制。小颗粒的WC粒子聚集区及该区与钢基体区的交界而是热疲劳裂纹的主要扩展地；大尺寸的WC粒子的“自身裂纹”是热疲劳裂纹的必经之处。由于钢皋体相阻碍热疲劳裂纹的扩展，导致裂纹呈非连续性扩展；热疲劳裂纹是以“搭桥”形式穿过钢基体相；扩展路径的形态呈“折线”和“梯形”形态。