论文部分内容阅读
本文主要目的为研究等温淬火工艺对纳米贝氏体超高强度钢的高周疲劳行为的影响。对高C富Si–Al合金钢进行1000C奥氏体化并保温30min后，迅速在稍高于Ms点(194C)温度220C、240C和260C的盐浴中进行等温淬火。设计对比试验，对试验用钢进行850C奥氏体化30min并油淬后，分别在240C和260C进行回火2h。利用金相显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜研究不同温度等温淬火后试样的相组成和组织结构特征，同时测定其硬度、抗拉强度和冲击韧性。设计疲劳试验根据最大循环周次为105时疲劳强度的数据，利用外推法得到了107周次的疲劳极限，测定等温淬火和淬火回火试样的高周拉-拉疲劳S-N曲线。利用扫描电子显微镜观察断口形貌及特征并分析断裂机理。研究结果表明，等温淬火形成了由贝氏体铁素体板条和夹在板条间的富碳残余奥氏体薄膜两相组成的纳米贝氏体组织。随等温淬火温度的升高，贝氏体板条厚度、残余奥氏体含量和冲击韧性增加，而硬度、强度和疲劳性能降低。220、240和260C等温淬火试样对应的疲劳极限分别为889MPa，877MPa和710MPa。在240C和260C回火试样对应的疲劳极限分别为801MPa和782MPa。与淬火回火试样相比，等温淬火试样有更高的疲劳极限，尽管它们具有相近的硬度。疲劳断口表面形貌分析表明，等温淬火试样的疲劳裂纹大多源于表面，少数源于夹杂物。在疲劳裂纹扩展区，裂纹以穿晶准解理的形式扩展，并还观察到二次裂纹和疲劳辉纹的存在，而瞬断区为韧窝型断裂。疲劳试样纵断面组织SEM观察到轴向存在二次裂纹，且二次裂纹附近组织发生了塑性变形。