20CrMoH钢齿轮开裂原因

在某20CrMoH钢齿轮渗碳处理过程中,其齿轮根部出现裂纹。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法分析了齿轮开裂的原因。结果表明：材料晶界处分布枝晶状的硫化锰,该类夹杂物属于Ⅱ类硫化物,形成于第二脆性区的温度区间,由稳定的共晶反应生成,硫化锰夹杂物的形成与S、O元素含量及冷却速率有关;夹杂物破坏了基体的连续性,应力集中处萌生微裂纹并不断扩展,最终导致20CrMoH钢齿轮发生开裂。     

S-N疲劳曲线的数学表达式处理方法探讨

介绍了S-N曲线的一般数学表达形式。将最常用的幂函数表达式Sm.N=C变换成了标准幂函数形式S=C1/m.N-1/m,用该式和标准幂函数式S=C.Nn拟合处理了三种材料焊接接头的疲劳试验数据。对处理结果的比较发现,拟合处理方法不同,得到的S-N曲线的具体表达式也完全不同。按前式拟合得到标准离差比后者普遍偏大,根据该曲线方程确定的条件疲劳强度比后者普遍偏小。为工程应用中进行疲劳设计时,对S-N曲线方程拟合方法的选择提供了依据。     

连杆用20CrMnTi钢根据疲劳S-N曲线进行安全性设计的探讨

在某早期疲劳断裂失效的20CrMnTi钢连杆上取样,采用升降法和成组法对其进行旋转弯曲疲劳试验,获取0.1%失效概率、95%置信度下的S-N曲线,据此合理地设计其安全服役应力。结果表明:根据在0.1%失效概率、95%置信度下的S-N曲线函数可以获得该连杆在疲劳寿命达到2×106循环周次设计要求下的最大交变载荷应控制在229 MPa以下,以确保连杆在使用寿命内不发生疲劳失效。     

汽车前轴用42CrMoH钢表面脱碳演变规律及控制

采用42CrMoH钢制造的前轴表面存在0.10～0.15 mm深的完全脱碳层,严重影响了工件表面质量、硬度和疲劳性能。本工作通过等温加热实验,研究了加热温度对热轧态42CrMoH钢表面脱碳层类型和深度的影响,并综合分析了影响表面脱碳的因素。结果表明:保温时间为75 min时,42CrMoH钢在650～750℃和875～1 250℃时,无完全脱碳层;完全脱碳层出现温度为750～875℃,完全脱碳层中铁素体为粗大的柱状晶,42CrMoH钢的一个完全脱碳的敏感温度为775～825℃,800℃时其完全脱碳层深度达到最大;42CrMoH钢部分脱碳也存在敏感温度(1 150～1 250℃),1 200℃时,部分脱碳层深度达到最大。因此,为避免前轴表面出现完全脱碳层,42CrMoH钢热处理过程中的正火和淬火温度都应控制在875～885℃,且冷却过程中避免在750～875℃停留。此外,锻造余热淬火因省去正火和淬火加热过程,能有效地避免前轴表面出现完全脱碳层。     

我国轴承用钢技术的进展

介绍了我国真空脱气轴承钢和超纯净度轴承钢技术的进展和当前水平,同时介绍了我国轴承用钢的品种和质量标准的发展过程和目前水平。     

悬臂弯曲加载10CrNiMo钢的S-N曲线试验研究

采用有限元方法,计算了在悬臂弯曲加载方式下,不同载荷作用时板状光滑试样施力点处的挠度;采用成组试验法,通过载荷控制模式,进行了应力比为-1时10CrNiMo钢的S-N曲线试验,并对试样断口进行了观察和分析。结果表明:在试验载荷范围内,所设计试样施力点处的挠度变化,在试验机作动器的有效行程内,可满足S-N曲线试验,通过试验获得了两种常用置信度下10CrNiMo钢的S-N曲线;在大载荷往复作用时,表面裂纹从试样上、下两个表面萌生并扩展所形成的面积基本相当,但在小载荷循环作用下,表面裂纹通常先从试样的一个表面萌生并扩展,当裂纹扩展至一定程度时,试样另一个表面才开始萌生疲劳裂纹,并协同前一表面的裂纹共同扩展至试样断裂。产生这种现象的原因,和不同大小的载荷开动试样上下两个表面材料内部滑移系的数量、材料内部组织的不均匀性,以及裂纹在扩展过程中前缘应力状态的变化有关。     

喷丸强化对20CrMoH渗碳齿轮表层组织和性能的影响

利用主减速齿轮20CrMoH渗碳淬火材料进行强力喷丸试验,结合蔡司光学显微镜、显微硬度计、TimeSurf粗糙度仪和X射线应力分析仪对喷丸后齿轮材料的性能进行了分析,系统地研究了喷丸强化对齿轮显微组织、硬度、表面粗糙度和齿轮表面及不同层深残余应力的影响规律,对比了复合喷丸与单一喷丸的强化效果。结果表明:喷丸强化能够显著细化表面和微区的晶粒组织,提高材料的表面硬度和表面及微区的残余压应力,降低齿轮表面粗糙度;复合喷丸的强化作用要显著大于单一强化喷丸。     

某铁路桥梁用20MnTiB钢高强螺栓断裂原因

某铁路主桥钢桁梁杆间20MnTiB钢高强螺栓发生断裂。采用复检试验、化学成分分析、金相检验、硬度测试、力学性能测试和断口分析等方法,分析了螺栓断裂的原因。结果表明：螺栓的断裂形式为氢致断裂,断裂原因是螺栓中锰元素含量偏高,导致耐腐蚀性下降,长期在潮湿环境下服役,致使螺栓发生氢致断裂。     

汽车轴承用GCr15钢表面制备Ni-TiN纳米镀层研究

采用超声波辅助电沉积方法在GCr15钢表面制备了Ni-TiN纳米镀层,并利用摩擦磨损试验机、显微电子天平、扫描电镜、X射线衍射仪等仪器对Ni-TiN纳米镀层的磨损量、表面形貌及物相组成情况进行分析。结果表明,当超声波功率为150 W时,镀层磨损量达到最小值1.1 mg。Ni-TiN纳米镀层的平均显微硬度为648.5 Hv,其平均摩擦因数约为0.45。Ni-TiN纳米镀层主要存在Ni、Ti、N等元素,且Ni元素衍射角分别位于44.8,52.2和76.8°处,TiN粒子的衍射角位于36.7,42.6和61.8°。     

车辆承载部件随机疲劳计算方法分析

基于随机疲劳相关理论,阐述了车辆承载部件的随机疲劳特性;从车辆承载部件的随机疲劳分析与结构设计出发,对比分析了承载部件在结构设计中用到的一些随机疲劳计算方法,并列出了基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法的具体计算过程。通过对比分析,指出了各随机疲劳计算方法的优缺点及应用范围。为车辆承载部件的结构设计、成形工艺提供指导。     

Ni-P化学镀层对20CrMo钢腐蚀疲劳强度的影响

对比研究了不经热处理和经热处理的Ｎｉ－Ｐ化学镀层对抽油杆用２０ＣｒＭｏ钢的腐蚀疲劳强度的影响。结果表明，不经热处理的Ｎｉ－Ｐ化学镀层明显提高了钢基体的腐蚀疲劳强度，但却降低了基体的疲劳强度。经热处理后，腐蚀疲劳强度有所下降。Ｎｉ－Ｐ化学镀层中的磷含量的电子探针测量和镀层的Ｘ射线衍射分析结果表明，Ｎｉ－Ｐ化学镀层为非晶态结构。此外，还用扫描电镜观察分析了疲劳断口。     

Fatigue and Corrosion Fatigue of High-Nitrogen Austenitic Stainless Steel

High nitrogen contents in solid solution as well as appropriate strengthening mechanisms in austenitic stainless steels can result in very high corrosion resistance. This is true in both air environment and in simulated human body fluids (corrosion fatigue). High cycle corrosion fatigue data are listed and compared with similar data for titanium base and cobalt base implant materials. Thus high nitrogen austenitic stainless steels are candidates to replace other stainless steels as implant materials.     

小型滚动轴承疲劳寿命试验机

针对实际工况下小型滚动轴承疲劳寿命测试的需要,研制了一台模拟实际应用工况的小型滚动轴承疲劳寿命试验机。该试验机主要由驱动系统、加载系统及测控系统几部分组成,满足了客户针对不同特定使用工况下测定小型滚动轴承疲劳寿命的需要,具有较好的测试柔性和简便性,通过重复性试验,验证了研制的试验机具有较高的可靠性和稳定性,这一工作可以有效地评价各种小型滚动轴承在实际应用环境下的使用效能。     

金属热疲劳α-N曲线测定方法的研究

提出了在金属的热疲劳试验中,用测试样表面裂纹代替测断口裂纹,用"单组试样法"代替"多组试样法"来测定α-N曲线;通过同一循环次数时试样在不同表面粗糙度条件下的实际观测和所测裂纹长度的比较,确定出测量表面裂纹长度所必须达到的粗糙度指标;给出了用"单组试样法"测定α-N曲线的具体操作方法;分析了金属热疲劳裂纹扩展的一般规律并提出了拟合α-N曲线的方法.