渗碳齿轮钢接触疲劳性能的研究

就五种国外渗碳齿轮钢和目前国内普遍使用的20CrMnTi渗碳齿轮钢,经渗碳热处理和强化喷九处理后,进行了接触疲劳快速法强度试验,以及显微硬度分布、残余应力、断口分析等较系统的试验研究。结果表明,除了SAE8620钢比20CrMnTi钢的接触疲劳强度极限低外,其它四种钢ZF_7、20MnCr5、SCM420H(脱气)、SCM420H与20CrMnTi钢相当;接触疲劳强度与其表面有效硬化层深度关系密切;喷丸处理后的试件,和冶炼时采用特殊脱气工艺(简称脱气)的钢材,其试验数据离散性小,接触疲劳强度高。     

从冲击接触疲劳角度论钢的渗碳及热处理工艺

本文对渗碳钢的表层状态与多冲接触疲劳性能之间的关系进行了试验研究,指出:渗碳件的最佳多冲接触疲劳抗力所对应的渗层深度,淬火加热温度,加热时间和回火后表面硬度等是随着材料成分,另件尺寸和冲击能量大小而改变的; 渗层的碳浓度应从马氏体的含碳量,碳化物大小,数量,渗碳层淬透性及淬硬性诸方面综合考虑来确定。文中还指出:带有冲击性质的接触应力作用下的渗碳件,应该采用多冲接触疲劳试验方法来评定材料和热处理工艺。表面滚压强化是进一步提高渗碳件多冲接触疲劳寿命的有效途径。     

热处理和表面强化产生的残余应力及其对机械性能的影响

通过热处理及表面机械强化处理在表层获得残余压应力,可提高疲劳及多冲性能。本文给出了下列结果: 1.选择低淬透性的中碳钢整体加热后剧烈冷却,可在表层获得很高的残余压应力,此种薄壳淬火的另件能显著提高疲劳强度,表面最大压应力的含碳量约在0.5到0.6%C左右。 2.渗碳的另件在表层马氏体点以上等温淬火,使心部先变成马氏体,在随后冷却过程中,表层发生马氏体转变,可保存很大的残余压应力,淬火的缺口多冲弯曲破断次数比普通淬火者要高2—4倍。 3.碳氮共渗后,若在表层的一定深度内出现黑色组织,则此层为残余张应力,使多冲性能大幅度下降。 4.滚压及喷丸强化是提高表层残余压应力的有效手段,可以提高多冲接触疲劳及弯曲疲劳寿命。     

20Cr2Ni4A钢强韧化研究

本文对２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢经渗碳及碳氮共渗后采用不同热处理，测出渗层中的残余 奥氏体量，然后重点讨论残余奥氏体量对各种机械性能的影响，最后从试验结果中选 定碳氮共渗后１０５０℃淬火２００℃回火为最佳热处理工艺。渗层中含有４５．４％残余奥 氏体时，２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢的强韧性最好，接触疲劳使用寿命最长。     

变碳势渗碳一热油分级淬火工艺在齿轮生产上的应用

介绍了汽车驱动桥螺旋锥齿轮的变碳势渗碳一热油分级淬火工艺,台架试验及生产应用表明,该工艺与专用渗碳淬火挂具相结合,不仅可实现齿轮渗碳后直接淬火,而且热处理变形小,齿轮接触疲劳寿命也有所提高。     

轴承钢硬切削表面残余应力对滚动接触界面疲劳寿命的影响

为了预测轴承钢硬切削表面残余应力对滚动接触寿命的影响规律,基于高级非线性有限元分析软件MARC,建立了具有平面应变特征的二维滚动接触寿命预测模型,并在二维有限元模型的表面和次表面对应施加了轴承钢硬切削实验所测残余应力,模拟计算典型服役条件下的滚动接触应力;采用基于S N寿命理论的Miner法则,计算轴承钢滚动界面的疲劳接触寿命,分析了在不同摩擦系数、滚动接触频率和外加载荷工况下,硬切削残余压应力对疲劳寿命的影响.结果表明,硬切削残余压应力可使轴承钢的滚动接触疲劳寿命提高10％~30％.其中,载荷对滚动接触疲劳寿命影响最大,摩擦系数的影响最小.     

深层渗碳齿轮材料接触疲劳试验方法的研究

国内大型重载齿轮正在实现由软齿面向硬齿面的过渡。为了能对深层渗碳齿轮材料的接触疲劳性能进行正确的评价,为选材和制定热处理工艺提供依据,进行深层渗碳材料的接触疲劳试验方法的探讨是一个急待开展的工作。本文从试验设备、试样形状以及数据处理等方面进行研究,讨论如何确定合理而严格的试验方法。     

激光淬火齿轮和渗碳淬火齿轮X射线衍射分析

在40CrNiMoA钢激光相变硬化基础工艺研究的基础上,通过采用齿轮激光热处理关键技术,获得了沿齿廓均匀分布的理想硬化层。对渗碳淬火齿轮(20Cr2Ni4A)和激光淬火齿轮(40CrNiMoA)进行了齿轮X射线衍射分析。试验表明,激光淬火齿轮淬硬层中微晶尺寸明显小于渗碳淬火齿轮的微晶尺寸,激光淬火齿轮淬硬层的残余奥氏体含量较高,而其位错密度比渗碳淬火齿轮高一个数量级。从不同角度证实了激光淬火齿轮接触疲劳强度高于渗碳淬火齿轮接触疲劳强度。     

喷丸对渗碳件接触疲劳及裂纹萌生扩展的影响

通过一系列试验表明,渗碳后喷丸可使接触疲劳强度提高,在低接触应力下接触疲劳寿命明显增加。对接触疲劳裂纹萌生。扩展至失效全过程所进行的连续追踪观测发现,裂纹萌生于渗碳过渡区;渗碳喷丸后比未喷丸的裂纹萌生寿命增加,扩展速率减小;由钢丸坑连接而成的浅小裂纹为非扩展裂纹;在喷丸影响区,裂纹扩展不同于未喷丸试件,即主裂纹平行于表面扩展;分叉裂纹发生再次分叉向下扩展,从而使裂纹扩展后期速率减小。     

浅层渗碳工艺方法研究及应用

薄板零件的浅层渗碳工艺为冲压成形零件提供了可靠的表面强化手段 ,具有独特的优点 ,工件经渗碳后其表面强度和耐磨性大大提高 ,同时由于心部和表面层含碳量不同 ,硬化后的表面获得有利的残余压应力 ,从而可进一步提高渗碳零件的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度 介绍一种浅层渗碳的优化工艺 ,即采用低温、低碳势、渗碳后直接淬火的工艺 与传统的渗碳工艺相比 ,该工艺具有节能、省时 ,并且渗碳零件质量均匀、综合性能高的优点 ,充分发挥了低碳材料的潜力     

渗碳层组织与接触疲劳性能的研究

根据光学显微镜、透射电镜观察和渗层萃取物X射线衍射谱以及硬度梯度分布,研究了 20CrMnTi 钢气体渗碳、气体碳氮共渗和离子渗碳后渗层的组织和接触疲劳寿命。结果表明;离子渗碳后具有相当数量的板条马氏体、弥散均匀分布的碳化物;铬锰元素固溶在固溶体中的量较多,无黑色组织并且具有陡的硬度梯度,从而导致接触疲劳寿命的明显提高。文章提出了铬锰元素向碳化物富集是产生黑色组织的重要因素的新观点。     

基于接触疲劳强度的滚动轴承寿命预测模型

本文运用机械可靠性理论,将滚动轴承处理为由内圈,外圈和滚动体串联而成的机械系统,并认为它们的接触疲劳寿命服从三参数威布尔分布.在此基础上导出了以接触疲劳强度为基础的滚动轴承疲劳寿命预测公式.同时证明了Lundberg-Palmgren方法的寿命公式为新模型的一个特殊形式.     

滚丝模失效分析与防止

对滚丝模失效的分析可以搞清滚丝模的寿命及磨损等问题，通过扫描电镜等方法的研究，认为失效形式为麻点剥落，是由于材料韧性不足造成的．对Ｃｒ１２ＭｏＶ和ＬＭ１材料在冲击试验机上进行冲击疲劳试验结果表明，新型高强度高韧性模具钢ＬＭ１在不同冲击能量下的多次冲击疲劳寿命明显高于经不同制度热处理的Ｃｒ１２ＭｏＶ钢．     

纳米金刚石微粉热浸渗技术对20Cr2Ni4A钢耐磨性能的影响

20Cr2Ni4A具有高强度、高韧性等特点,一直被广泛用于加工大型耐磨件,如大型齿轮、轴类等耐磨件。为了延长其使用寿命,常采用渗碳技术进行表面处理,但所取得的效果很有限。通过研究20Cr2Ni4A钢分别经渗碳、渗纳米金刚石微粉处理后,观察其硬度、耐磨性方面的提升幅度,并分析其微观组织结构方面发生的变化,从而得出,渗纳米金刚石技术比渗碳对提高该材料的耐磨性能更加显著,从而为该材料的表面改性及提高易磨损零件的使用寿命提供了一条可靠的途径。     

合金渗碳钢件锻造余热等温正火生产线工艺设计理论的研究

本文研究了合金渗碳钢锻件正火后应该具备的显微组织和硬度要求，提出了一种适合大量生产的既可提高钢件正火质量，又可大量节约热能的利用锻造余热等温正火新工艺及其生产线的组成，并对工艺设计理论进行了讨论。     

摩擦系数对支承辊次表层接触疲劳损伤的影响

以正交剪应力作为滚动接触次表层疲劳损伤评价的临界应力,分析了摩擦系数对滚动接触次表层正交剪应力幅及应力比的影响规律.根据疲劳损伤累积理论及非对称循环应力幅修正公式,建立了支承辊次表层接触疲劳应力与寿命计算模型,用于评价支承辊次表层接触疲劳损伤.实例分析了摩擦系数对支承辊次表层接触疲劳损伤的影响,结果表明:随着应力比及摩擦系数增大,支承辊的次表层接触疲劳损伤增大,因此,降低支承辊接触摩擦系数,可改善支承辊的疲劳损伤.     

滚压和热处理对中碳钢电刷镀试件疲劳寿命的影响

对中碳钢电刷镀镍试件进行了滚压和热处理试验，经过成组疲劳对比试验，发现滚压在一定程度上能提高电刷镀镍试件的疲劳寿命；而回火热处理对电刷镀镍试件疲劳寿命影响不大。此外实验证明氢脆并不是影响电刷镀试件疲劳寿命的主要原因。