【摘要】：本文采用經(jīng)真空感應(yīng)冶煉的32Cr3MoVE滲氮軸承鋼作為試驗(yàn)材料,研究了不同熱處理制度下鋼的組織性能變化規(guī)律和鋼中合金元素的作用機(jī)制。對(duì)32Cr3MoVE鋼氮化層的組織特征及硬度分布進(jìn)行了研究。在SRV-4磨損試驗(yàn)機(jī)上分別進(jìn)行了點(diǎn)、線、面接觸的磨損試驗(yàn)。并研究了試驗(yàn)鋼的旋彎疲勞性能和滾動(dòng)接觸疲勞性能。調(diào)質(zhì)處理后的組織為回火索氏體及彌散分布的碳化物,抗拉強(qiáng)度為1500MPa,屈服強(qiáng)度為1300MPa,沖擊吸收功為70J。通過(guò)與30Cr3WVE軸承鋼的的化學(xué)成分、組織特征及力學(xué)性能對(duì)比,分析鋼中W、Mo等合金元素的作用及鋼的強(qiáng)韌機(jī)理。32Cr3MoVE軸承鋼氮化層的表層硬度達(dá)1000HV,有效氮化層深為400μm。氮化層由化合物層和擴(kuò)散層組成,化合物層上彌散分布大量VN質(zhì)點(diǎn),擴(kuò)散層存在脈狀組織。不同接觸方式下32Cr3MoVE軸承鋼氮化層的磨損特性與加載載荷和往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率有關(guān)。磨損機(jī)理主要為磨料磨損和塑性剝落,材料內(nèi)部的非金屬夾雜對(duì)鋼的耐磨性有不利影響。32Cr3MoVE和30Cr3WVE軸承鋼的室溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限強(qiáng)度分別為804MPa、732MPa。32Cr3MoVE軸承鋼滲氮后的旋彎疲勞極限強(qiáng)度為947MPa,增量達(dá)到143MPa。30Cr3WVE滲氮軸承鋼滲氮后的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限強(qiáng)度為850MPa,增量為118MPa。試樣的表面缺陷和內(nèi)部非金屬夾雜物是造成疲勞破壞的主要原因,非金屬夾雜物主要為為Al、Mg、Ca的氧化物。鋼中非金屬夾雜物的尺寸和位置與疲勞極限強(qiáng)度密切相關(guān)。研究了32Cr3MoVE鋼的滾動(dòng)接觸疲勞破壞行為,接觸應(yīng)力為4.5GPa時(shí)32Cr3MoVE軸承鋼的滾動(dòng)接觸疲勞壽命達(dá)到3×107,具有較好的接觸疲勞性能。接觸疲勞破壞形貌為剝落坑,剝落坑深度為84.6μm,面積為0.48mm2。
[Abstract]:In this paper, 32Cr3MoVE nitriding bearing steel melted by vacuum induction was used as the test material to study the change of microstructure and properties of the steel under different heat treatment systems and the action mechanism of alloy elements in the steel. The microstructure and hardness distribution of nitriding layer of 32Cr3MoVE steel were studied. The wear tests of point, line and surface contact were carried out on SRV-4 wear tester. The bending fatigue properties and rolling contact fatigue properties of the test steel were also studied. After quenching and tempering, the microstructure is tempered sorbite and dispersed carbides, the tensile strength is 1500 MPA, the yield strength is 1300 MPA, and the impact absorption work is 70J. By comparing with the chemical composition, microstructure and mechanical properties of 30Cr3WVE bearing steel, the effect of Mo and other alloy elements in the steel and the strength and toughness mechanism of the steel are analyzed. The surface hardness of the nitrided layer of 32Cr3Move bearing steel is 1000HVand the effective nitriding depth is 400 渭 m. The nitride layer is composed of compound layer and diffusion layer. A large number of VN particles are dispersed and distributed on the compound layer, and there is vein structure in the diffusion layer. The wear characteristics of nitride layer of 32Cr3MoVE bearing steel under different contact modes are related to loading load and reciprocating motion frequency. The wear mechanism is mainly abrasive wear and plastic peeling, and the non-metallic inclusions in the material have adverse effects on the wear resistance of the steel. The rotational bending fatigue ultimate strength of 32Cr3Move and 30Cr3WVE bearing steel at room temperature is 804MPA, 732MPa.32Cr3Move bearing steel is 947MPA after nitriding, and the ultimate strength of rotating bending fatigue of 143MPa.30Cr3WVE nitriding bearing steel is 850MPA and the increment is 118MPA. The surface defects and internal non-metallic inclusions are the main causes of fatigue failure, and the non-metallic inclusions are mainly Al,Mg,Ca oxides. The size and position of non-metallic inclusions in steel are closely related to fatigue ultimate strength. The rolling contact fatigue failure behavior of 32Cr3MoVE steel is studied. when the contact stress is 4.5 GPA, the rolling contact fatigue life of 32Cr3MoVE bearing steel reaches 3 脳 107, which has good contact fatigue properties. The morphology of contact fatigue failure is peeling pit, the depth of peeling pit is 84.6 渭 m, and the area is 0.48mm.
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG161;TG142.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2507278