不同冶炼方法对扭杆弹簧钢超高周疲劳性能的影响

发布时间：2024-02-14 04:53

　　以一种新型扭杆弹簧用高强钢(代号N1)为研究对象,采用真空自耗(VAR)和电渣重熔(ESR)冶炼方法制备得到2种实验钢(N1-VAR、N1-ESR)。研究了VAR、ESR冶炼方法对实验钢洁净度和超高周疲劳性能的影响。结果表明:采用电渣重熔工艺冶炼的N1-ESR试验钢中氧的质量分数为9×10^-6,而采用真空自耗冶炼工艺的N1-VAR试验钢中氧的质量分数仅5×10^-6,N1-VAR中氧化物夹杂数量和尺寸减小,夹杂周围裂纹萌生驱动力减小,超高周疲劳强度较高,疲劳寿命增加。

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【部分图文】：

图2超声波疲劳试样尺寸

采用WE-300型液压拉伸试验机进行室温下标准试样拉伸,取2次拉伸实验的平均值得到实验钢拉伸性能;冲击韧性采用标准夏比U型冲击试样,按照GB/T229—2007实验标准进行冲击实验,取3次冲击实验平均值得到实验钢冲击性能。利用TH300洛氏硬度计测量硬度。断裂韧性试验采用紧凑拉....

图3实验钢显微组织

实验钢力学性能如表2所示,经过相同工艺的热处理后,N1-ESR和N1-VAR抗拉强度分别为2006和1980MPa,屈服强度分别为1634和1651MPa,N1-VAR具有略高的屈强比。此外,2种实验钢的冲击功KU分别为51和54J/cm2,差别不大。表2实验钢力....

图4实验钢S-N曲线

实验钢疲劳S-N曲线如图4所示。利用升降法求得N1-VAR、N1-ESR在109循环周次下条件疲劳强度分别为713和692MPa,相差了21MPa。在相同疲劳寿命下,N1-VAR能在较高的载荷下安全运行。随着应力幅值降低,2种实验钢疲劳寿命均呈增加趋势;在同一应力幅值下,N1....

图5夹杂物类型分布

图6为实验钢中典型夹杂物的形貌。图6(a)为TiN夹杂,通常其形状规整且边角锐利,夹杂物曲率半径越小,其边角处应力集中效应越大,裂纹易萌生[1]。图6(b)为Al2O3型氧化物夹杂,通常氧化物夹杂尺寸相对较大,对疲劳性能危害较大[1]。图6(c)为Al2O3-CaO-CaS复合型....

本文编号：3897775