以一種新型扭桿彈簧用高強(qiáng)鋼(代號(hào)N1)為研究對(duì)象,采用真空自耗(VAR)和電渣重熔(ESR)冶煉方法制備得到2種實(shí)驗(yàn)鋼(N1-VAR、N1-ESR)。研究了VAR、ESR冶煉方法對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼潔凈度和超高周疲勞性能的影響。結(jié)果表明:采用電渣重熔工藝冶煉的N1-ESR試驗(yàn)鋼中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9×10^-6,而采用真空自耗冶煉工藝的N1-VAR試驗(yàn)鋼中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅5×10^-6,N1-VAR中氧化物夾雜數(shù)量和尺寸減小,夾雜周?chē)鸭y萌生驅(qū)動(dòng)力減小,超高周疲勞強(qiáng)度較高,疲勞壽命增加。

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【部分圖文】：

圖2超聲波疲勞試樣尺寸

采用WE-300型液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行室溫下標(biāo)準(zhǔn)試樣拉伸,取2次拉伸實(shí)驗(yàn)的平均值得到實(shí)驗(yàn)鋼拉伸性能;沖擊韌性采用標(biāo)準(zhǔn)夏比U型沖擊試樣,按照GB/T229—2007實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn),取3次沖擊實(shí)驗(yàn)平均值得到實(shí)驗(yàn)鋼沖擊性能。利用TH300洛氏硬度計(jì)測(cè)量硬度。斷裂韌性試驗(yàn)采用緊湊拉....

圖3實(shí)驗(yàn)鋼顯微組織

實(shí)驗(yàn)鋼力學(xué)性能如表2所示,經(jīng)過(guò)相同工藝的熱處理后,N1-ESR和N1-VAR抗拉強(qiáng)度分別為2006和1980MPa,屈服強(qiáng)度分別為1634和1651MPa,N1-VAR具有略高的屈強(qiáng)比。此外,2種實(shí)驗(yàn)鋼的沖擊功KU分別為51和54J/cm2,差別不大。表2實(shí)驗(yàn)鋼力....

圖4實(shí)驗(yàn)鋼S-N曲線

實(shí)驗(yàn)鋼疲勞S-N曲線如圖4所示。利用升降法求得N1-VAR、N1-ESR在109循環(huán)周次下條件疲勞強(qiáng)度分別為713和692MPa,相差了21MPa。在相同疲勞壽命下,N1-VAR能在較高的載荷下安全運(yùn)行。隨著應(yīng)力幅值降低,2種實(shí)驗(yàn)鋼疲勞壽命均呈增加趨勢(shì);在同一應(yīng)力幅值下,N1....

圖5夾雜物類(lèi)型分布

圖6為實(shí)驗(yàn)鋼中典型夾雜物的形貌。圖6(a)為T(mén)iN夾雜,通常其形狀規(guī)整且邊角銳利,夾雜物曲率半徑越小,其邊角處應(yīng)力集中效應(yīng)越大,裂紋易萌生[1]。圖6(b)為Al2O3型氧化物夾雜,通常氧化物夾雜尺寸相對(duì)較大,對(duì)疲勞性能危害較大[1]。圖6(c)為Al2O3-CaO-CaS復(fù)合型....

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