高性能滲碳鋼的抗氫脆性能與疲勞性能研究.pdf

1、高性能滲碳鋼因其特殊的工作條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要求材料必須具有高的強(qiáng)度、硬度、旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度、接觸疲勞強(qiáng)度、良好的韌性、優(yōu)異的抗氫脆性能等，本文以雙真空冶煉Cr-Ni-Mo軸承鋼為研究材料，通過控制熱處理工藝使得試驗(yàn)鋼獲得良好的強(qiáng)韌性，在此基礎(chǔ)上通過了TDS試驗(yàn)與慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)研究了試驗(yàn)鋼的抗氫脆性能，分析了試驗(yàn)鋼的抗氫脆機(jī)理;另外，研究了試驗(yàn)鋼滲碳后的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞性能及接觸疲勞性能，并分析了試驗(yàn)鋼疲勞破壞機(jī)理。
　　試驗(yàn)鋼抗氫脆

2、性能研究表明，當(dāng)試驗(yàn)鋼的氫含量為1ppm時(shí)，試驗(yàn)鋼塑性下降不明顯，仍為韌性斷裂，說明抗氫脆性能比較好;氫的擴(kuò)散行為研究表明，充氫后放置12h，試樣內(nèi)部的氫含量由1ppm降低到0.36ppm，下降比為64％;試驗(yàn)鋼抗氫脆性能優(yōu)異的原因一方面是由于氫陷阱數(shù)量少，另一方面是由于細(xì)小的晶粒將進(jìn)入鋼中的氫均勻分散，最終使得應(yīng)力集中處的氫聚集量達(dá)不到使材料發(fā)生脆性斷裂的臨界氫含量。
　　試驗(yàn)鋼滲碳后滲層組織為隱晶馬氏體、殘余奧氏體及少量碳化物

3、，滲層深度為1.71mm，表層硬度為727HV，心部獲得超細(xì)板條馬氏體、大量細(xì)小彌散的碳化物、少量殘余奧氏體，優(yōu)異的組織特征是保證疲勞性能的關(guān)鍵。
　　旋轉(zhuǎn)旋彎疲勞試驗(yàn)表明，當(dāng)試樣表面粗糙度為800nm時(shí)，旋轉(zhuǎn)彎曲中值疲勞極限為921MPa，當(dāng)試樣表面粗糙度降低到300nm以下時(shí)，旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限可高達(dá)1000MPa，試驗(yàn)鋼的疲勞起裂主要是由表面粗糙度較高及鋼次表面的氧化物夾雜引起。通過降低表面粗糙度，并控制冶金工藝，嚴(yán)格控制鋼中