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《弹簧钢55sicra轴向疲劳行为的试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第46卷第1期钢铁Vol.46,No.12011年1月IronandSteelJanuary2011弹簧钢55SiCrA轴向疲劳行为的试验研究肖金福,刘雅政,孙小军,孙景宏,谢建新(北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083)摘要:随着对汽车轻量化和安全性要求的不断提高,改善疲劳性能成为弹簧钢研究与开发的一个重要主题。在AmslerHFP5000高频疲劳试验机上研究了弹簧钢55SiCrA轴向拉-压加载的疲劳性能,测定了其条件疲劳极限及S-N曲线,利用扫描电镜(SEM)和E-DAX对疲劳断口及夹杂物进行观察,对断口进行了宏观和微观分析,研究了疲7劳破
2、坏的机制。试验结果表明:试验钢的条件疲劳极限为820MPa,σ-1p/σb=0.562(Nf=10);疲劳裂纹源主要起源于表面,较大的夹杂物(20～30μm)也成为疲劳裂纹源;疲劳裂纹稳定扩展区的疲劳条带宽度为1.5～2.0μm。关键词:弹簧钢;疲劳行为;非金属夹杂物;疲劳机制文献标志码:A文章编号:0449-749X(2011)01-0080-06AxialTensionandCompressionLoadFatigueBehaviorandMechanismofSpringSteel55SiCrAXIAOJin-fu,LIUYa-zheng,SUNX
3、iao-jun,SUNJing-hong,XIEJian-xin(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China)Abstract:ImprovingthefatiguepropertiesofspringsteelhasbecameanimportantthemeofR&Donspringsteelwithcontinuousimprovementrequirementsofautomotivelight
4、weightandsafety.Theaxialtensionandcompressionloadfatiguebehaviorofspringsteel55SiCrAwasstudiedbyAmslerHFP5000high-frequencyfatiguetestingma-chine.FatiguelimitandS-Ncurveweremeasured.Fracturesurfacesandnon-metallicinclusionswereobservedbySEMandE-DAX,andmechanismoffatiguefailurewas
5、analyzed.Theresultsshowthatthefatiguelimitof55SiCrAis820MPaandσ7-1p/σbis0.562(Nf=10).Fatiguecrackinitiatesmainlyfromsurfaceandnon-metallicinclusions(20-30μm).Fatiguestriationinfatiguecrackgrowthzoneis1.5-2.0μminwidth.Keywords:springsteel;fatiguebehavior;non-metallicinclusion;mech
6、anismoffatiguefailure弹簧通常承受交变载荷作用,疲劳是弹簧破坏为0.56C-1.42Si-0.68Mn-0.68Cr-0.014P-0.007S,的主要原因。影响弹簧疲劳性能的因素很多,如钢规格为14mm,生产工艺为“BOF—LF—RH—大[1-3]的纯洁度、表面脱碳、表面质量等。很多学者应方坯连铸—初轧开坯—高线控制轧制—控制冷却”,用不同的加载方式对弹簧钢的疲劳性能进行了研高速线材生产时开轧温度970℃,终轧温度860℃,[4-6]究。疲劳试验常见的疲劳加载方式有拉-压、弯吐丝温度820℃。曲、扭转及复合加载等,不同的加载方式下材
7、料内部2试验方法应力、疲劳极限及断口形貌均有所不同。螺旋弹簧在实际使用中的应力状态为扭转切应力,而轴向拉-从来样上截取轴向拉-压疲劳和标准拉伸试样压疲劳试验中的应力状态最为简单,在螺旋弹簧设的毛坯,留出足够的精加工余量,然后在箱式电阻炉计时便于建立对应关系。本文采用轴向拉-压疲劳中进行热处理,热处理工艺为:奥氏体化温度为试验方法研究了弹簧钢55SiCrA的疲劳性能,确定870℃,保温45min后油淬5min。然后460℃回火7其疲劳极限和S-N曲线(Nf=10),利用扫描电镜90min,最后空冷。将热处理后拉伸试样毛坯再精(SEM)和E-DAX对疲劳断口
8、及夹杂物进行观察,加工成标准拉伸试样。对拉-压疲劳试样毛坯进行分析了疲劳断裂的机
