32Cr3MoVE渗氮轴承钢微观组织与疲劳性能研究
发布时间：2020-12-07 04:48
本文采用双真空熔炼32Cr3MoVE渗氮轴承钢作为实验材料,研究了不同热处理工艺制度下材料的力学性能变化规律,同时对32Cr3MoVE轴承钢渗氮层深度、渗氮层组织特征及硬度变化进行了研究分析,并且对材料进行了室温旋转弯曲疲劳实验和室温滚动接触疲劳实验,研究结果如下:32Cr3MoVE轴承钢热处理工艺为930℃×1 h（OQ）+550℃×2 h（AC）,经调质处理后的组织为回火索氏体,抗拉强度为1 525 MPa,屈服强度为1 283 MPa,冲击吸收功为76 J,钢中强化相主要为回火索氏体板条间析出的长条状M3C及M2C。钢中非金属夹杂物主要为MgO-Al2O3、MgO-Al2O3-CaO复合夹杂、Al2O3-MnS复合夹杂等,其平均直径均小于5μm,大尺寸非金属夹杂物面积均小于15μm2。其中MgO-Al2O3夹杂物数量约占所测面积内非金属夹杂物...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子渗氮工艺中氮渗入模型
铁氮相图及生成相性质层相组成对渗氮钢表面渗氮层力学性能具有显著影响。根据铁氮相知中低碳低合金钢表面渗氮后渗层相组成如下：为氮在 α-Fe 中过饱和固溶体(又称含氮马氏体)，为体心四方结构，马氏体。α′N相中活性氮原子脱溶析出形成 Fe16N2相，随后形成 Fe4面心立方结构，氮原子排列在面心立方点阵中心，浓度在 5.4~5.8%至 680℃以上时该相转变成 Fe2-3N(ε 相)。ε 相为 hcp 结构，当温度升解反应：ε 相→γ′相+γ 相。ε 相有良好的抗腐蚀性、耐磨性，但渗低渗氮层的韧性，在工件表面相互接触过程中易受冲击载荷而起研究发现碳氮共渗工艺最为常用，但在工件表面制备单一 ε 相化合般工件表面渗氮化合物层为 ε-γ′复合相。因为两种相晶体结构不同着较大的内应力，显著地降低了工件表面渗氮层的抗冲击和耐磨性
图 2-1 室温拉伸试样尺寸示意图温冲击测试 冲击式样尺寸如图 2-2 所示，冲击试验机型号 JBN-300B29-227《金属夏比缺口冲击实验方法》进行。本次冲击实验采用 U 型缺后记录其室温冲击吸收功。度测试 硬度试样取自冲击试样，按照 GB/T230.1-2004《洛氏硬度试 TH-300 型洛氏硬度计进行操作。载荷为 150 kg，作用时间通常选择 表面要求平行，打点个数不少于 5 个，舍去第一点硬度值后求平均值用 FM-300 型显微硬度计，按照 GB/T4340.1-1999《金属维氏硬度试验方测试。载荷选用 0.2~0.3 kgf，加载时间一般选择 10 s。
【参考文献】：
期刊论文
[1]20CrMnMo钢稀土碳氮共渗工艺的研究[J]. 蔡小勇,陈启武,戴品强,颜琦. 热加工工艺. 2018(06)
[2]贝/马复相钢超高周疲劳行为及非夹杂起裂[J]. 高古辉,陈倩如,郭浩冉,程骋,白秉哲. 材料导报. 2017(20)
[3]超高周疲劳的影响因素及疲劳机理的研究进展[J]. 周磊,宋亚南,王海斗,李国禄,张建军. 材料导报. 2017(17)
[4]航空发动机主轴承接触应力精确仿真计算方法[J]. 马艳红,王永锋,公平,洪杰. 航空动力学报. 2017(08)
[5]38CrMoAl液压柱塞无白亮层低温离子渗氮工艺研究[J]. 陈尧,宋磊,张宸恺,叶雪梅,胡静. 机械工程学报. 2017(22)
[6]气体渗氮对中碳车轴钢疲劳性能的影响[J]. 宮昱滨,鲁连涛,张远彬. 实验力学. 2017(01)
[7]稀土对N80油管离子渗氮的影响[J]. 孙玉伟,孙永兴,卞豪亮. 热加工工艺. 2016(24)
[8]31CrMoV9钢夹杂物和组织观察[J]. 何志军,戴雨翔,刘吉辉,庞清海,赵啸,湛文龙. 钢铁. 2016(07)
[9]新型Cr-Ni-Mo渗碳轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究[J]. 廉海强,杨卯生,孙世清. 真空科学与技术学报. 2016(07)
[10]滚动轴承疲劳失效过程与寿命模型的研究[J]. 徐鹤琴,汪久根,王庆九. 轴承. 2016(04)
博士论文
[1]中碳低合金钢渗氮与激光淬火复合改性层组织与性能[D]. 王祎雪.哈尔滨工业大学 2015
[2]淬火态30CrMnSiA和42CrMo钢等离子体稀土氮碳共渗层组织与性能[D]. 唐丽娜.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]轮轨滚动接触疲劳裂纹萌生及扩展分析研究[D]. 车鸿博.兰州交通大学 2014
[2]东北特钢集团轴承钢技术发展战略研究[D]. 王彦.大连理工大学 2011
[3]洁净度对38CrMoAl渗氮钢力学性能的影响[D]. 周超.武汉科技大学 2010
本文编号：2902653
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子渗氮工艺中氮渗入模型
铁氮相图及生成相性质层相组成对渗氮钢表面渗氮层力学性能具有显著影响。根据铁氮相知中低碳低合金钢表面渗氮后渗层相组成如下：为氮在 α-Fe 中过饱和固溶体(又称含氮马氏体)，为体心四方结构，马氏体。α′N相中活性氮原子脱溶析出形成 Fe16N2相，随后形成 Fe4面心立方结构，氮原子排列在面心立方点阵中心，浓度在 5.4~5.8%至 680℃以上时该相转变成 Fe2-3N(ε 相)。ε 相为 hcp 结构，当温度升解反应：ε 相→γ′相+γ 相。ε 相有良好的抗腐蚀性、耐磨性，但渗低渗氮层的韧性，在工件表面相互接触过程中易受冲击载荷而起研究发现碳氮共渗工艺最为常用，但在工件表面制备单一 ε 相化合般工件表面渗氮化合物层为 ε-γ′复合相。因为两种相晶体结构不同着较大的内应力，显著地降低了工件表面渗氮层的抗冲击和耐磨性
图 2-1 室温拉伸试样尺寸示意图温冲击测试 冲击式样尺寸如图 2-2 所示，冲击试验机型号 JBN-300B29-227《金属夏比缺口冲击实验方法》进行。本次冲击实验采用 U 型缺后记录其室温冲击吸收功。度测试 硬度试样取自冲击试样，按照 GB/T230.1-2004《洛氏硬度试 TH-300 型洛氏硬度计进行操作。载荷为 150 kg，作用时间通常选择 表面要求平行，打点个数不少于 5 个，舍去第一点硬度值后求平均值用 FM-300 型显微硬度计，按照 GB/T4340.1-1999《金属维氏硬度试验方测试。载荷选用 0.2~0.3 kgf，加载时间一般选择 10 s。
【参考文献】：
期刊论文
[1]20CrMnMo钢稀土碳氮共渗工艺的研究[J]. 蔡小勇,陈启武,戴品强,颜琦. 热加工工艺. 2018(06)
[2]贝/马复相钢超高周疲劳行为及非夹杂起裂[J]. 高古辉,陈倩如,郭浩冉,程骋,白秉哲. 材料导报. 2017(20)
[3]超高周疲劳的影响因素及疲劳机理的研究进展[J]. 周磊,宋亚南,王海斗,李国禄,张建军. 材料导报. 2017(17)
[4]航空发动机主轴承接触应力精确仿真计算方法[J]. 马艳红,王永锋,公平,洪杰. 航空动力学报. 2017(08)
[5]38CrMoAl液压柱塞无白亮层低温离子渗氮工艺研究[J]. 陈尧,宋磊,张宸恺,叶雪梅,胡静. 机械工程学报. 2017(22)
[6]气体渗氮对中碳车轴钢疲劳性能的影响[J]. 宮昱滨,鲁连涛,张远彬. 实验力学. 2017(01)
[7]稀土对N80油管离子渗氮的影响[J]. 孙玉伟,孙永兴,卞豪亮. 热加工工艺. 2016(24)
[8]31CrMoV9钢夹杂物和组织观察[J]. 何志军,戴雨翔,刘吉辉,庞清海,赵啸,湛文龙. 钢铁. 2016(07)
[9]新型Cr-Ni-Mo渗碳轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究[J]. 廉海强,杨卯生,孙世清. 真空科学与技术学报. 2016(07)
[10]滚动轴承疲劳失效过程与寿命模型的研究[J]. 徐鹤琴,汪久根,王庆九. 轴承. 2016(04)
博士论文
[1]中碳低合金钢渗氮与激光淬火复合改性层组织与性能[D]. 王祎雪.哈尔滨工业大学 2015
[2]淬火态30CrMnSiA和42CrMo钢等离子体稀土氮碳共渗层组织与性能[D]. 唐丽娜.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]轮轨滚动接触疲劳裂纹萌生及扩展分析研究[D]. 车鸿博.兰州交通大学 2014
[2]东北特钢集团轴承钢技术发展战略研究[D]. 王彦.大连理工大学 2011
[3]洁净度对38CrMoAl渗氮钢力学性能的影响[D]. 周超.武汉科技大学 2010
本文编号：2902653
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