您當前的位置: 首頁 > 科學與發現 > 新工藝

稀土軸承鋼超高周疲勞斷裂機制研究


軸承是機械裝備的核心零部件,接觸疲勞破壞為其服役失效的主要形式。由于軸承的疲勞失效主要起源于非金屬夾雜物,軸承鋼中非金屬夾雜物的優化控制至關重要。先進鋼鐵材料研究部自主開發了高純稀土金屬制備技術和高潔凈軸承鋼稀土處理技術,制訂了軸承鋼稀土處理生產工藝規范,顯著細化、改性了鋼中的夾雜物,突破了以往稀土處理存在的水口結瘤和性能波動的技術瓶頸,實現了高質量稀土軸承鋼的穩定工業化生產。稀土處理能夠變質軸承鋼中存在的大尺寸夾雜物形成細小的稀土夾雜物,進而提升軸承鋼的疲勞性能,其超高周拉壓疲勞壽命延長10倍以上。在疲勞加載條件下,常規的氧化鋁夾雜物附近組織中易于形成胞狀亞結構和微裂紋,而硬脆性較低的稀土夾雜物能夠協調基體的變形,緩解夾雜物與基體界面處的應力集中,遲滯基體中位錯亞結構的演化和微裂紋的萌生。同時,小尺寸稀土夾雜物協調變形降低了裂紋擴展的驅動力,馬氏體基體中位錯演化和裂紋擴展通道形成緩慢,細晶區得以充分發展,從而抑制裂紋擴展,延長疲勞壽命。相關研究從微觀組織演化和細晶區形成角度闡明了稀土軸承鋼的超高周疲勞斷裂行為及其疲勞性能改善的機制。

圖1 GCr-15軸承鋼中(a-c) 循環載荷下不同類型夾雜物周圍基體微觀組織演化;(d)疲勞壽命與√(area_FGA ) /√(area_inc )關聯規律。

Researcher
Developed by SYNL. Copyright ? 沈陽材料科學國家研究中心. 遼ICP備05005387號-9
网络红人恩典图片