亞溫淬火-回火組織對18CrNiMo7-6齒輪鋼疲勞性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-06-15 13:26
以不同廠家生產(chǎn)的兩爐18Cr Ni Mo7-6齒輪鋼(標(biāo)記為IQ-T-1、IQ-T-2)為研究對象,分析了試驗(yàn)鋼經(jīng)亞溫淬火-回火(Intercritical quenching and tempering,IQ-T)處理后的顯微組織對其力學(xué)性能、旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞性能和疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響。結(jié)果表明:IQ-T-1試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度較IQ-T-2試驗(yàn)鋼分別提高了97 MPa和96 MPa,具有更好的力學(xué)性能和疲勞性能。IQ-T-1試驗(yàn)鋼組織為細(xì)小鐵素體+小塊馬氏體+回火馬氏體,而IQ-T-2試驗(yàn)鋼組織為粗大鐵素體+回火馬氏體。IQ-T-1試驗(yàn)鋼中細(xì)小鐵素體+小塊馬氏體使裂紋分枝、裂紋閉合和應(yīng)力屏蔽現(xiàn)象均更為顯著,對裂紋萌生和擴(kuò)展的阻礙作用更大。
【文章來源】:金屬熱處理. 2020,45(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
試驗(yàn)鋼的熱處理工藝
采用WE-300型液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行室溫下標(biāo)準(zhǔn)試樣拉伸。利用TH300洛氏硬度計(jì)測量硬度。疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)在室溫下用MTS Landmark 200Hz試驗(yàn)機(jī)按照國標(biāo)GB/T 6398—2000《金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法》進(jìn)行,應(yīng)力比R=0.1,采用標(biāo)準(zhǔn)CT樣。按照標(biāo)準(zhǔn)GB 4337—1984《金屬旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)方法》進(jìn)行室溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn),設(shè)備為國產(chǎn)PQ1-6型旋彎疲勞試驗(yàn)機(jī),試驗(yàn)機(jī)為4點(diǎn)加力,加載頻率為5000 r/min,應(yīng)力比R=-1,當(dāng)試樣循環(huán)加載到107次或失效則停止加載,試樣尺寸如圖2所示。2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
由于試驗(yàn)鋼合金元素含量存在差異,IQ-T-1試驗(yàn)鋼的Si含量較IQ-T-2少,Ni含量更多,使得IQ-T-1試驗(yàn)鋼的Ac1降低,γ相區(qū)擴(kuò)大。一方面,由表2可知,IQ-T-1試驗(yàn)鋼的Ac1溫度為724℃,然而IQ-T-2試驗(yàn)鋼的Ac1溫度為729℃,當(dāng)試驗(yàn)鋼在800℃保溫時(shí),IQ-T-1試驗(yàn)鋼的奧氏體化程度較高,這意味著淬火后IQ-T-1試驗(yàn)鋼中馬氏體含量較IQ-T-2試驗(yàn)鋼多,未溶鐵素體相對較少。另一方面,IQ-T-1試驗(yàn)鋼的Ac1溫度較低,更容易滿足奧氏體形核熱力學(xué)條件,奧氏體形核多,淬火后晶粒變小,但由于在保溫過程中,奧氏體合并長大現(xiàn)象也更多,使得IQ-T-1試驗(yàn)鋼淬火后局部出現(xiàn)粗大晶粒而平均晶粒尺寸較IQ-T-2試驗(yàn)鋼小。由于奧氏體形核增多,未溶鐵素體也隨之細(xì)小,淬火后IQ-T-1試驗(yàn)鋼的鐵素體形態(tài)較IQ-T-2試驗(yàn)鋼更細(xì)小均勻。圖4 試驗(yàn)鋼顯微組織SEM照片
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]60CrNiMo軋輥鋼的熱處理工藝[J]. 劉理,溫長飛. 金屬熱處理. 2019(04)
[2]齒輪失效形式分析[J]. 李召華,韓梅,郎娟芳. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2011(02)
[3]高馬氏體量雙相鋼的組織與性能研究[J]. 羅娟娟,史文,黃群飛,李麟. 鋼鐵. 2008(04)
[4]馬氏體含量對雙相鋼力學(xué)性能的影響[J]. 夏源明,周元鑫,楊報(bào)昌. 材料科學(xué)與工藝. 1997(01)
[5]鐵素體對大型調(diào)質(zhì)齒輪鋼疲勞點(diǎn)蝕性能的影響[J]. 黃金亮,邵爾玉,仲復(fù)欣. 熱加工工藝. 1993(01)
本文編號:3231138
【文章來源】:金屬熱處理. 2020,45(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
試驗(yàn)鋼的熱處理工藝
采用WE-300型液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行室溫下標(biāo)準(zhǔn)試樣拉伸。利用TH300洛氏硬度計(jì)測量硬度。疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)在室溫下用MTS Landmark 200Hz試驗(yàn)機(jī)按照國標(biāo)GB/T 6398—2000《金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法》進(jìn)行,應(yīng)力比R=0.1,采用標(biāo)準(zhǔn)CT樣。按照標(biāo)準(zhǔn)GB 4337—1984《金屬旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)方法》進(jìn)行室溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn),設(shè)備為國產(chǎn)PQ1-6型旋彎疲勞試驗(yàn)機(jī),試驗(yàn)機(jī)為4點(diǎn)加力,加載頻率為5000 r/min,應(yīng)力比R=-1,當(dāng)試樣循環(huán)加載到107次或失效則停止加載,試樣尺寸如圖2所示。2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
由于試驗(yàn)鋼合金元素含量存在差異,IQ-T-1試驗(yàn)鋼的Si含量較IQ-T-2少,Ni含量更多,使得IQ-T-1試驗(yàn)鋼的Ac1降低,γ相區(qū)擴(kuò)大。一方面,由表2可知,IQ-T-1試驗(yàn)鋼的Ac1溫度為724℃,然而IQ-T-2試驗(yàn)鋼的Ac1溫度為729℃,當(dāng)試驗(yàn)鋼在800℃保溫時(shí),IQ-T-1試驗(yàn)鋼的奧氏體化程度較高,這意味著淬火后IQ-T-1試驗(yàn)鋼中馬氏體含量較IQ-T-2試驗(yàn)鋼多,未溶鐵素體相對較少。另一方面,IQ-T-1試驗(yàn)鋼的Ac1溫度較低,更容易滿足奧氏體形核熱力學(xué)條件,奧氏體形核多,淬火后晶粒變小,但由于在保溫過程中,奧氏體合并長大現(xiàn)象也更多,使得IQ-T-1試驗(yàn)鋼淬火后局部出現(xiàn)粗大晶粒而平均晶粒尺寸較IQ-T-2試驗(yàn)鋼小。由于奧氏體形核增多,未溶鐵素體也隨之細(xì)小,淬火后IQ-T-1試驗(yàn)鋼的鐵素體形態(tài)較IQ-T-2試驗(yàn)鋼更細(xì)小均勻。圖4 試驗(yàn)鋼顯微組織SEM照片
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]60CrNiMo軋輥鋼的熱處理工藝[J]. 劉理,溫長飛. 金屬熱處理. 2019(04)
[2]齒輪失效形式分析[J]. 李召華,韓梅,郎娟芳. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2011(02)
[3]高馬氏體量雙相鋼的組織與性能研究[J]. 羅娟娟,史文,黃群飛,李麟. 鋼鐵. 2008(04)
[4]馬氏體含量對雙相鋼力學(xué)性能的影響[J]. 夏源明,周元鑫,楊報(bào)昌. 材料科學(xué)與工藝. 1997(01)
[5]鐵素體對大型調(diào)質(zhì)齒輪鋼疲勞點(diǎn)蝕性能的影響[J]. 黃金亮,邵爾玉,仲復(fù)欣. 熱加工工藝. 1993(01)
本文編號:3231138
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