以一種新型扭桿彈簧用高強鋼(代號N1)為研究對象,采用真空自耗(VAR)和電渣重熔(ESR)冶煉方法制備得到2種實驗鋼(N1-VAR、N1-ESR)。研究了VAR、ESR冶煉方法對實驗鋼潔凈度和超高周疲勞性能的影響。結果表明:采用電渣重熔工藝冶煉的N1-ESR試驗鋼中氧的質量分數(shù)為9×10^-6,而采用真空自耗冶煉工藝的N1-VAR試驗鋼中氧的質量分數(shù)僅5×10^-6,N1-VAR中氧化物夾雜數(shù)量和尺寸減小,夾雜周圍裂紋萌生驅動力減小,超高周疲勞強度較高,疲勞壽命增加。

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【部分圖文】：

圖2超聲波疲勞試樣尺寸

采用WE-300型液壓拉伸試驗機進行室溫下標準試樣拉伸,取2次拉伸實驗的平均值得到實驗鋼拉伸性能;沖擊韌性采用標準夏比U型沖擊試樣,按照GB/T229—2007實驗標準進行沖擊實驗,取3次沖擊實驗平均值得到實驗鋼沖擊性能。利用TH300洛氏硬度計測量硬度。斷裂韌性試驗采用緊湊拉....

圖3實驗鋼顯微組織

實驗鋼力學性能如表2所示,經過相同工藝的熱處理后,N1-ESR和N1-VAR抗拉強度分別為2006和1980MPa,屈服強度分別為1634和1651MPa,N1-VAR具有略高的屈強比。此外,2種實驗鋼的沖擊功KU分別為51和54J/cm2,差別不大。表2實驗鋼力....

圖4實驗鋼S-N曲線

實驗鋼疲勞S-N曲線如圖4所示。利用升降法求得N1-VAR、N1-ESR在109循環(huán)周次下條件疲勞強度分別為713和692MPa,相差了21MPa。在相同疲勞壽命下,N1-VAR能在較高的載荷下安全運行。隨著應力幅值降低,2種實驗鋼疲勞壽命均呈增加趨勢;在同一應力幅值下,N1....

圖5夾雜物類型分布

圖6為實驗鋼中典型夾雜物的形貌。圖6(a)為TiN夾雜,通常其形狀規(guī)整且邊角銳利,夾雜物曲率半徑越小,其邊角處應力集中效應越大,裂紋易萌生[1]。圖6(b)為Al2O3型氧化物夾雜,通常氧化物夾雜尺寸相對較大,對疲勞性能危害較大[1]。圖6(c)為Al2O3-CaO-CaS復合型....

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