0.30C-Cr-W渗氮轴承钢的热变形特性

为了探究0.30C-Cr-W渗氮轴承钢的最佳动态再结晶条件和热变形机理,利用Gleeble3800热模拟试验机对试验钢进行了等温热压缩模拟试验,试验变形温度为750~1050 ℃,应变速率0.01~10 s^-1,变形量60%。结果表明,峰值应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增大,在应变速率为0.01∼0.1 s^-1,变形温度为950~1050 ℃时,发生明显动态再结晶;具有双曲正弦函数型的本构方程能较好地描述0.30C-Cr-W渗氮轴承钢的流变行为;0.30C-Cr-W渗氮轴承钢的形变激活能为442.022 kJ/mol。基于动态材料模型和流变应力数据建立了热加工图。通过热加工图及微观组织的观察确定了变形温度950∼1050 ℃,应变速率0.01∼0.15 s^-1为最佳热变形条件;变形温度750∼950 ℃,应变速率1.2∼10 s^-1为流变失稳区。     

热处理对0.30C-Cr-W轴承钢组织和性能的影响

用金相法、电镜观察法研究热处理对0.30C-Cr-W轴承钢组织性能的影响.结果表明,钢中M23C6呈长棒状沿晶界析出,M6C呈椭球状弥散分布,晶内铁素体以板条束的形式存在.淬火温度在一定范围内变化对钢的性能影响不显著,但随回火温度的升高,碳化物尺寸变大、分布改变以及铁素体板条束间距变宽导致钢的强度降低,冲击吸收功升高.     

钛基复合材料的高周疲劳性能研究

研究了TiC粒子增强的钛基复合材料的室温轴向高周疲劳性能。测试Kt=1的试样时采用的试验频率为76Hz，R＝0．06和R＝－1时，复合材料的室温疲劳强度分别为594MPa和494MPa。试验结果表明TiC粒子增强的钛基复合材料的室温高周疲劳性能与细晶组织的Ti-6Al-4V和IMI834的相当。复合材料内含有较细小的薄片状组织，这种组织为α β相互相交错构成，这种细小的α β相间的层状组织对于阻止疲劳裂纹的扩展和提高疲劳裂纹的扩展寿命有重要作用。退火后的复合材料疲劳裂纹扩展区规则且较宽广，从而也使复合材料具有较高的疲劳强度，疲劳裂纹扩展寿命延长。     

Ti-600合金的高周疲劳性能研究

采用120～130Hz的频率测试Ti-600合金光滑试样室温高周轴向应力疲劳性能。结果表明,应力比(R)为0.1时,合金的疲劳强度为475MPa,与IMI834合金相当;合金内含有较细小、薄片状的、互相交错排列的α+β相,这种细小的α+β相间的层状组织对于阻止疲劳裂纹的扩展和提高疲劳裂纹寿命有重要作用;疲劳裂纹扩展阶段,应力同为600MPa时,疲劳寿命为8.61×105的合金试样比寿命为1.78×106的疲劳条纹间距宽;合金内稀土相的尺寸由几个μm到0.2μm变化,合金中未观察到与稀土相颗粒有关的裂纹萌生。     

32Cr3MoVE轴承钢渗氮层组织与旋转弯曲疲劳性能

采用旋转弯曲加载方式测试了32Cr3MoVE渗氮轴承钢的疲劳性能,通过扫描电镜、X射线衍射、显微硬度计及X射线应力仪分析了渗氮层的组织特征和残余应力分布以及疲劳断裂的原因。结果表明:渗氮层析出的γ′-Fe_4N、CrN、Fe_3N等氮化物提高了试验钢的表面硬度,并形成了先增大后减小的残余压应力分布,在距表面300μm处残余压应力高达610 MPa,显著减小了试样次表面承受的循环拉应力,使得疲劳裂纹萌生起源于近表面以及距试样表面600～700μm较远的区域;渗氮处理显著提高了试验钢的疲劳性能,中值疲劳强度达到974 MPa。疲劳裂纹萌生于表面化合物层和内部非金属夹杂物,各占41.2%和58.8%;裂纹沿着化合物层、扩散层及基体依次扩展,最后在试样基体瞬断。扩散层部分呈现沿晶断裂和准解理断裂混合断裂形式,渗氮层和基体交界处呈现一段光滑过渡区。     

6156-T62铝合金的高周疲劳性能研究

研究了不同取样方向和应力集中系数(Kt)条件下6156铝合金的高周疲劳性能,并利用金相、透射和扫描电镜对合金的显微组织及断口进行了观察。结果表明,在同一应力水平条件下,取样方向对光滑试样和缺口试样的疲劳寿命影响甚微。光滑试样(Kt=1)的疲劳寿命大于缺口试样(Kt=3)的疲劳寿命,表明此合金有明显的缺口效应。第二相粒子在疲劳裂纹萌生过程中起关键作用,绝大部分裂纹都是在表面粗大粒子上或粒子/基体界面上萌生。     

K495高温合金的高周疲劳性能

研究了K495合金在700、900℃的高周疲劳性能.测试的疲劳为拉伸疲劳曲线,采用正弦波,应力比R=0.1.结果表明,K495合金在这两个温度下都具有较好的疲劳性能,其疲劳强度极限分别为322、314MPa.在700℃时,当应力较小时,其疲劳裂纹由驻留滑移带在晶界的冲击而产生;当应力较大时,其疲劳裂纹萌生于试样的冶金缺陷处,如凝固缩孔和夹杂物处和一种体心立方结构的富Y相;随最大应力的增加,裂纹源由单一裂纹源向多裂纹源转变;在900℃,裂纹产生于靠近表面的冶金缺陷处.     

不同氧含量非调质钢的高周疲劳性能

采用旋转弯曲疲劳试验对比研究了两种不同氧含量(0.0018%和低于0.001%)中碳微合金非调质钢F45MnV在不同状态(正火、调质和锻造)下的高周疲劳性能。结果表明,在具有均一回火索氏体组织的调质态,低氧料F45MnV-1的疲劳性能优于高氧料F45MnV-2;在具有类似铁素体+珠光体组织的正火态,两种料的高周疲劳性能和疲劳裂纹扩展速率基本一致;锻态F45MnV-1料由于具有细小、均匀的铁素体+珠光体组织,其高周疲劳性能优于正火态F45MnV-1料,而与调质态F45MnV-1接近。对于铁素体+珠光体组织和均匀调质组织,非金属夹杂物对疲劳破坏行为的不同影响是上述试验钢疲劳性能差异的主要原因。此外,两种试验钢的铁素体+珠光体组织的裂纹扩展速率均略低于调质态组织。     

游离基渗氮轴承钢的疲劳强度

0 前言 近年,为适应设备的轻量化要求,应用高强度钢的情况日益增多,进而,对高强度钢进行表面改性,以提高其性能为目标的研究也日趋活跃。这不仅对材料的高强度、高性能、高可靠性,而且对节能、     

弹簧低温渗氮层组织与疲劳性能研究

研究了５０ＣｒＶＡ钢油淬火弹簧的低温离子渗氮及低温气体氮碳共渗处理工艺，观察并分析了渗氮层组织形态及疲劳性能。结果表明，低温离子渗氮可显著提高弹簧的疲劳寿命。最后给出了表面强化弹簧的剪切疲劳模型。     

离子渗氮层的接触疲劳性能试验与研究

对25Cr2MoVA钢离子尖氮处理后的滚子进行了高精度的接触疲劳试验，通过对数据的统计处理得到了该材料和工艺的接触疲劳P－S－N曲线及不同失效概率下的接触疲劳极限。此结果对工业设计有一定的参考价值。     

基于固有耗散的FV520B钢高周疲劳性能研究

基于固有耗散理论和计算模型,对FV520B钢的高周疲劳性能进行了较为系统的实验研究.结果表明,随着施加的交变应力幅的增大,FV520B钢的固有耗散也不断增大.其变化规律的拐点对应于固有耗散产生机制的转变,从单纯地由材料微结构的可逆运动(位错线在强钉扎点之间的摆动)引起,到由材料微结构的可逆运动和不可逆运动(永久滑移的产生、强钉扎点的脱钉以及位错的增殖)共同引起.并且,固有耗散拐点的应力幅值就是导致材料疲劳损伤累积的临界应力幅值,即疲劳极限.另外,实验还表明,FV520B钢在等幅交变应力下具有相对稳定的损伤演化速率,且损伤演化速率由应力幅值决定,与加载次序无关;每一周加载造成的疲劳损伤也不受加载频率的影响.当FV520B钢在疲劳过程中累积的与微结构不可逆演化相关的固有耗散部分达到一个临界值时,材料即发生疲劳断裂,且这个临界值是一个与加载历史无关的材料常数.     

不同稀土含量Ti-600合金的高周疲劳性能

研究了不同稀土含量的Ti-600合金光滑试样在应力比R为0.1,加载频率为100 Hz左右时的室温高周轴向应力疲劳性能,并分析了稀土元素对该合金疲劳断裂行为的影响。研究结果表明:10~7周次疲劳后,含0.1%(质量分数)Y和含0.2%(质量分数)Y的Ti-600合金以及Ti-1100基体合金的条件疲劳强度极限分别为537、500、605 MPa。这表明添加稀土元素Y后,合金的疲劳极限降低,且其疲劳极限随稀土元素含量的增多而减小。所形成的稀土氧化物Y_2O_3粒子尺寸差别较大,其椭球长轴尺寸为几百个纳米甚至几个微米,并且Ti-600合金的裂纹萌生与稀土相颗粒的断裂有关。     

600 MPa级热轧双相钢的高周疲劳性能

对热轧组织为铁素体+马氏体(1号)、铁素体+贝氏体+部分马氏体(2号)的600 MPa级热轧双相钢进行了应力比为0.1的拉-拉高周疲劳试验,并对疲劳性能进行了对比分析。结果表明:1号双相钢的疲劳极限为433 MPa,2号双相钢的疲劳极限为413 MPa。两种双相钢的疲劳断口均由疲劳源区、扩展区和瞬断区组成,疲劳源出现在试样顶角或近表面处,低应力时为单一疲劳源,高应力时为多疲劳源。裂纹扩展区除了有大量的韧窝,还有第二相粒子、疲劳辉纹和二次裂纹等特征。低应力幅时1号试样的疲劳辉纹较窄,疲劳寿命高于2号试样;高应力幅时2号试样的韧窝较深,疲劳寿命高于1号试样。在拉-拉载荷作用下,1号试样的裂纹为沿晶扩展,2号为穿晶扩展。透射电镜观察结果表明:在相近的应力幅下,疲劳断口附近高密度的位错缠结阻碍了位错的进一步运动,从而提高了双相钢的疲劳性能。     

锻造用贝氏体型非调质钢的高周疲劳性能

利用旋转弯曲疲劳试验方法研究了新开发的一种锻造用贝氏体型非调质钢的高周疲劳性能,并与典型的钒微合金化的铁素体-珠光体型非调质钢F38MnVS和调质钢40Cr进行了对比。结果表明,开发的贝氏体型非调质钢具有细小均匀的粒状贝氏体组织,在锻态的疲劳极限比达到了调质钢40Cr水平,但在正火后的疲劳性能有所降低。与同样钒微合金化的铁素体＋珠光体钢F38MnVS相比,具有粒状贝氏体组织的试验钢的疲劳极限比较低。对疲劳断口的分析表明,贝氏体钢的疲劳裂纹均起源于试样的基本表面,疲劳裂纹以准解理机制扩展。进一步裂纹扩展速率试验表明,贝氏体钢的疲劳裂纹扩展速率da/dN明显低于铁素体＋珠光体型非调质钢F38MnVS。     

渗氮齿轮硬化层设计及接触疲劳性能研究

采用滚子接触疲劳试验方法,测定了离子渗氮层在不同失效概率下的振幅A(τyz/HV)m ax值,以此作为齿轮渗氮层强度设计依据。通过对试验齿轮的接触应力有限元分析,得出正交切应力τyz沿深度方向上的分布,依照接触疲劳强度判据,设计出了齿轮渗氮层的硬度分布曲线,运用适当的离子渗氮工艺,实现预期设计的硬度,最后通过齿轮接触疲劳台架试验,验证所设计的渗氮硬化层是可靠的。     

301L不锈钢药芯焊丝MAG焊接头高周疲劳性能研究

采用药芯焊丝对301L不锈钢进行熔化极活性气体保护焊(MAG焊),研究了接头的高周疲劳性能,重点分析了给定疲劳寿命下接头的疲劳强度和断口形态。研究结果表明:在应力小于300 MPa下,疲劳试样均达到极限寿命;采用升降法计算得接头的疲劳强度为312.86 MPa。因药芯中氧化物的存在且焊接过程中其不能熔化,裂纹源易在其上萌生。301L不锈钢扩展区有疲劳辉纹,不同扩展阶段疲劳辉纹的大小、间距不同,显示不同的裂纹扩展速率。疲劳寿命次数较少时,瞬断区呈现大量韧窝;随疲劳寿命的增加,瞬断区表现为脆性断裂。     

NiCrMoV型转子钢焊接接头组织与高周疲劳性能研究

采用应力比R=-1的拉压高周疲劳实验,研究了汽轮机焊接模拟转子试样的高周疲劳裂纹的萌生与扩展过程,并通过扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）观察与分析了疲劳断口的形貌特征和微区成分。结果表明:疲劳裂纹常在夹杂物和气孔等缺陷处萌生,进而以此为裂纹源,逐渐发生扩展,直至材料最终断裂失效。对于30Cr2Ni4MoV转子钢,夹杂物性质主要为氧化物（如CaO、SiO₂、Al₂O₃和MgO等）,因此应严格控制钢中O、Al、Si、Mg、Ca等元素的含量。     

高强轴承钢GCr15的疲劳性能与寿命预测研究

高强钢部件常用的关键机械部件之一,建立其寿命预测模型具有十分重大的现实意义。本文利用超声波疲劳试验机对高强钢GCr15的疲劳性能进行研究,进而对其断口进行了显微观察,利用扫描电子显微镜测量了内部夹杂物和细小晶粒区等多个尺寸,最终建立了该高强钢的超高周寿命预测方法。