2000MPa級中碳高強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)彎曲疲勞實驗、裂紋擴展速率實驗等手段，開發(fā)研究了一種2000MPa級中碳高強度彈簧鋼的疲勞破壞行為，以期為開發(fā)新一代高強度彈簧鋼提供數(shù)據(jù)積累。 對實驗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。由于實驗鋼中硅含量較高，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，隨著回火溫度的升高，實驗鋼的硬度和抗拉強度緩慢降低，屈服強度逐漸升高；當(dāng)回火溫度大于350℃時，實驗鋼的硬度、抗拉強度和屈服強度均開始明顯下降。 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗結(jié)果表明，實驗鋼的疲勞極限在回火溫度為350℃時有最大值，達(dá)到810Mpa。這主要是實驗鋼在此回火溫度下具有良好的強韌性配合。實驗鋼的疲勞性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的彈簧鋼60Si2CrVA。引起實驗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，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，實驗鋼的疲勞破壞與中低碳鋼一樣均起源于表面基體。 裂紋擴展速率實驗表明不同回火溫度下的實驗鋼的疲勞裂紋擴展速率在裂紋擴展的第二階段對微觀組織的變化并不敏感。實驗還發(fā)現(xiàn)Paris公式中的m和C值相互互補，變化很小，兩者共同體現(xiàn)了實驗鋼裂紋擴展速率的第二階段