65mn钢弯曲应力松弛行为及碟簧应力松弛寿命预测的研究

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1、摘要碟形弹簧的应力松弛难以用常规方法进行测量，探索碟形弹簧应力松弛的测试方法并对碟形弹簧长期服役后因应力松弛导致的失效进行预测是个实用价值很高的课题。本文自行研制了两套弹簧应力松弛测试装置，分别利用两套装置对油淬火一回火65Mn钢碟形弹簧的应力松弛和片材弯曲应力松弛进行了测试。通过对不同温度、初载荷下的片材弯曲应力松弛进行研究，结果表明，油淬火一回火65Mn钢的弯曲应力松弛是个热激活过程，其表观激活能随时间逐渐增大，约为0．24--,0．63eV；利用TEM对应力松弛试验前后材料的微观结构进行了观察，结果表明，应力松弛

2、过程中材料内部形成了一种条带结构，并观察到位错的缠结与塞积；利用不同温度回火后的材料进行片材弯曲应力松弛试验，结果表明油淬火65Mn钢在400。C回火时材料的松弛抗力最佳。由于尺寸较小、刚度较大，碟簧的应力松弛只能采取在线连续测试，从而根据应力松弛曲线和加速外推法预测其长期服役后的应力松弛失效情况。在25℃(工作温度)-200"C下进行碟簧的应力松弛试验，利用加速外推法计算碟簧服役12年后的负荷损失率为2．38％：利用直接外推法计算的结果为2．50％，二者较接近，由此说明本试验所用加速外推法有一定的可行性。试验数据的误

3、差不超过0．182％，利用自行研制的弹簧应力松弛测试装置进行应力松弛试验，试验精度较高。关键词：弹簧钢；应力松弛；组织变化；碟簧；寿命预测AbstractStressrelaxationbehaviorofdiskspringandbendingstressrelaxationbehaviorofoilquenched—tempered65Mnsteelweretestedusingtwosetsofself-designedspringstressrelaxationmeasurementapparatus．Bend

4、ingstressrelaxationtestswerecardedoutunderdifferenttemperaturesandinitialload．Itshowedthatthestressrelaxationprocessisthermallyactivatedandtheapparentactivationenergyincreaseswithtime，rangingfrom0．24eVtoaboutO．63eV．Microstructureofthespecimensbeforeandafterthest

5、ressrelaxationtestswasexaminedusingTEManditcouldbeobservedthatakindofmicrobandstructurewasformedduringstressrelaxationandtangledandpiledupdislocationscouldalsobeobserved．Bendingstressrelaxationtestsofthespecimenswhichweretemperedatdifferenttemperatureswerecarrie

6、dout．Itshowedthattheoilquenched65Mnsteelgainsitsoptimumstressrelaxationresistancewhenitwastemperedat400℃．Stressrelaxationbehaviorofthediskspringcouldonlybetestedcontinuouslyduetothesmallsizeandlargerigidityofthediskspring．Accordingtothestressrelaxationcurves，str

7、essrelaxationinducedfailurecouldbepredicted．Stressrelaxationtestsofdiskspringwerecardedoutinthetemperaturerangeof25"{2(workingtemperature)to200"Candtheratiooftherelaxedstresstotheinitialstressofdiskspringafter12yearsofworkingwascalculatedtobe2．38％accordingtother

8、esultsofthetestscardedoutinthetemperaturerangeof80"{2to200。C，whileitWascalculatedtobe2．50％accordingtotheresultsofthetestcardedoutunderworkingtemperature．Thesetwocalcu