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《河北科技大学》 2016年
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高氮马氏体不锈轴承钢组织特征及耐磨和疲劳性能研究

郝宏伟  
【摘要】:本文采用40Cr_(15)Mo_2VN高氮马氏体不锈轴承钢作为试验材料,研究了试验钢的组织特征,并对试验钢进行了滑动摩擦磨损试验、旋转弯曲疲劳试验和接触疲劳试验,研究结果如下:试验钢最终热处理态的组织为隐晶马氏体+残留奥氏体+碳氮化物;其中马氏体板条宽度集中在50-200nm之间,残留奥氏体的体积分数为4.66%,呈薄膜状,薄膜厚度为50-100nm;析出相为M_(23)C_6(尺寸250nnm)和Cr_2(CN)(尺寸≈50nim)两种类型。试验钢中的夹杂物有链状和分散态两种形式,视场中链状夹杂物出现的概率约为10%,夹杂物主要是A1203和CaO。试验钢在磨损阶段的摩擦系数随载荷和频率的增加而减小;磨损率随载荷和频率的增加而增加。PV值(PV=压应力×线速度),表示轴承工况的严重程度,当Pv=1.27MPa-m/s,开始出现粘着磨损;1.27≤PV1.65MPa-m/s时,磨损呈加速状态,磨损机理为粘着磨损;1.65≤PV3.53MPa-m/s时,粘着磨损的磨屑增多,磨屑碾压层起到了一定的缓解作用,磨损率逐渐放缓;PF≥3.53MPa-m/s时,为严重磨损,该阶段主要是磨粒磨损和塑性挤出磨损。试验钢的旋转弯曲中值疲劳强度为957MPa。试样断裂主要是由表面加工缺陷和表层及次表层的夹杂物引起,夹杂物起裂概率高达82.4%,表面加工缺陷起裂占17.6%,引起断裂的夹杂物尺寸为14.3~36.3μm之间,距表面的距离为12.2-224.6gm之间。试验钢接触疲劳额定寿命L10=0.97x107次,中值疲劳寿命Lso-=1.14x107次。接触疲劳失效方式为:夹杂物起裂和聚集的大碳化物起裂。其中夹杂物起裂为主要起裂方式,疲劳裂纹沿碳化物进行扩展,次表层区尺寸在2μm左右,间距小于5μm的碳化物之间形成裂纹的可能性较大。
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG142.71

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