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構特點要求材料必須具有高的強度、硬度、旋轉彎曲疲勞強度、接觸疲勞強度、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鋼獲得良好的強韌性，在此基礎上通過了TDS試驗與慢應變速率拉伸試驗研究了試驗鋼的抗氫脆性能，分析了試驗鋼的抗氫脆機理;另外，研究了試驗鋼滲碳后的旋轉彎曲疲勞性能及接觸疲勞性能，并分析了試驗鋼疲勞破壞機理。
　　試驗鋼抗氫脆

2、性能研究表明，當試驗鋼的氫含量為1ppm時，試驗鋼塑性下降不明顯，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，另一方面是由于細小的晶粒將進入鋼中的氫均勻分散，最終使得應力集中處的氫聚集量達不到使材料發(fā)生脆性斷裂的臨界氫含量。
　　試驗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，心部獲得超細板條馬氏體、大量細小彌散的碳化物、少量殘余奧氏體，優(yōu)異的組織特征是保證疲勞性能的關鍵。
　　旋轉旋彎疲勞試驗表明，當試樣表面粗糙度為800nm時，旋轉彎曲中值疲勞極限為921MPa，當試樣表面粗糙度降低到300nm以下時，旋轉彎曲疲勞極限可高達1000MPa，試驗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，嚴格控制鋼中