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1、65Mn弹簧钢在弯曲应力下的松弛行为李建明,赵乃勤,李群英,杜希文,师春生,魏芳荣(天津大学材料科学与工程学院,天津300072)摘要:用自行设计制造的弹簧应力松弛连续测试系统研究了淬火回火后65Mn弹簧钢的弯曲应力松弛行为。用二阶指数衰减函数对应力松弛曲线进行了拟合,结果表明决定系数很高。用TEM对应力松弛前后试样的组织变化进行了观察,发现松弛试验前为典型的回火马氏体组织,松弛试验后出现了黑白相间的条带组织,并且观察到位错的缠结和塞积。利用热激活理论对应力松弛机理进行了研究,结果表明应力松弛过程的表观激活能随时间逐渐升高,由瞬态松弛阶
2、段的0.24eV升高到稳态松弛阶段的0.64eV,由此推断应力松弛瞬态阶段主要发生位错的滑移,而在稳态松弛阶段,位错通过交滑移可以绕过碳化物质点等障碍继续运动,导致塑性应变的进一步增加。关键词:弹簧钢;应力松弛;组织变化;位错机制中图分类号:TG142.41;O377文献标识码:A文章编号:0254-6051(2007)05-0090-05BendingStressRelaxationBehaviorof65MnSpringSteelLIJian-ming,ZHAONai-qin,LIQun-ying,DUXi-wen,SHIChun-
3、sheng,WEIFang-rong(DepartmentofMaterialsScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Thebendingstressrelaxationbehaviorofthequenched-tempered65Mnspringsteelwasinvestigatedbyaspe-ciallydesignedspringstressrelaxationmeasurementsystem.Thestressrelaxa
4、tioncurveswerefittedusingthesecondor-derexponentialdecayfunctionanditshowedthatthecoefficientofdeterminationwaslarge.ThemicrostructuresofthespecimenswereexaminedusingTEM.Itcouldbeobservedthatthemicrostructureofthespecimenbeforestressrelaxa-tionwascomposedmainlyoftempered
5、martensite.Akindofmicrobandstructurewasformedduringstressrelaxationandtangledandpiledupdislocationswerealsoobservedintherelaxedspecimen.Thestressrelaxationmechanismwasana-lyzedusingthermalactivationtheoryanditwasrevealedthattheapparentactivationenergyofthestressrelaxatio
6、nprocessincreaseswithtimefrom0.24eVatthetransientrelaxationstagetoabout0.63eVatthesaturatedrelaxationstage.Thus,itcouldbeconcludedthatdislocationsslipduringthetransientstageandovercomecarbidebarriersincross-slippinginthesaturatedstage,thisresultsinfurtherincreaseofplasti
7、cstrain.Keywords:springsteel;stressrelaxation;microstructureevolution;dislocationmechanism对弹簧或其它弹性元件而言,在承受静态载荷或应力松弛性能是人们一直采用的方法,这种方法虽然动态交变载荷时都会发生承载能力随承载时间的延长可靠但却耗能耗时。Furr研究指出,扭转包辛格试验而下降的现象,被称为应力松弛或弹性衰退,这是弹簧中回线的面积与弹簧钢的抗应力松弛性能密切相关,[3]及弹性元件在服役过程中常见的失效形式。近年来,因此可以作为评价弹簧钢应力松弛抗
8、力的指标。汽车工业的发展要求尽量减小弹簧的尺寸和重量,但到目前为止,这种利用包辛格效应来评价弹簧钢应力这样会相应地提高弹簧的工作载荷水平,从而对弹簧松弛抗力的方法已被人们广泛采用并认为是有效的,[1]钢的强
