2000MPa級中碳高強(qiáng)度彈簧鋼的疲勞破壞行為.pdf

1、本文闡述了目前國內(nèi)外高強(qiáng)度彈簧鋼的發(fā)展趨勢。主要采用光學(xué)金相、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)、裂紋擴(kuò)展速率實(shí)驗(yàn)等手段，開發(fā)研究了一種2000MPa級中碳高強(qiáng)度彈簧鋼的疲勞破壞行為，以期為開發(fā)新一代高強(qiáng)度彈簧鋼提供數(shù)據(jù)積累。 對實(shí)驗(yàn)鋼微觀組織的觀察表明，其微觀組織隨回火溫度的變化情況與一般中、高碳鋼基本一致。由于實(shí)驗(yàn)鋼中硅含量較高，能夠阻礙和推遲ε-碳化物的溶解以及滲碳體的析出，因而上述組織轉(zhuǎn)變過程被明顯推遲。這

2、使得當(dāng)回火溫度低于350℃時(shí)，隨著回火溫度的升高，實(shí)驗(yàn)鋼的硬度和抗拉強(qiáng)度緩慢降低，屈服強(qiáng)度逐漸升高；當(dāng)回火溫度大于350℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)鋼的硬度、抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均開始明顯下降。 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)鋼的疲勞極限在回火溫度為350℃時(shí)有最大值，達(dá)到810Mpa。這主要是實(shí)驗(yàn)鋼在此回火溫度下具有良好的強(qiáng)韌性配合。實(shí)驗(yàn)鋼的疲勞性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的彈簧鋼60Si2CrVA。引起實(shí)驗(yàn)鋼疲勞破壞的非金屬夾雜物主要為含Ti和V元素的多棱

3、角、硬脆的碳氮復(fù)合夾雜物，其尺寸較大，平均大小為50±10μm。在200℃和350℃回火時(shí)，夾雜物引起疲勞斷裂的斷裂模式絕大部分為所謂的“魚眼”斷裂；當(dāng)回火溫度提高到500℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)鋼的疲勞破壞與中低碳鋼一樣均起源于表面基體。 裂紋擴(kuò)展速率實(shí)驗(yàn)表明不同回火溫度下的實(shí)驗(yàn)鋼的疲勞裂紋擴(kuò)展速率在裂紋擴(kuò)展的第二階段對微觀組織的變化并不敏感。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)Paris公式中的m和C值相互互補(bǔ)，變化很小，兩者共同體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)鋼裂紋擴(kuò)展速率的第二階段