夹杂物尺寸对汽车车轮用钢疲劳寿命的影响.pdf

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1、第33卷第1期矿冶工程Vo1．33No12013年O2月MININGANDMETALLURGICALENGD哑lERDGFebruary2013夹杂物尺寸对汽车车轮用钢疲劳寿命的影响①，赵凤晓，李会。，许晓嫦，李良，徐浩浩(1．中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410083；2，涟源钢铁公司技术中心，湖南娄底417000)摘要：采用MTS858电液伺服疲劳实验机研究了高强度车轮用钢的疲劳寿命，并用Quanta6OO环境扫描电子显微镜对疲劳断口形貌进行了观察。通过对实验数据分析，计算得出了夹杂物的临界尺寸，并根据正态分布理论对车轮钢的疲劳寿命进行了预测。研究结果表

2、明，疲劳裂纹均是从内部或者亚表面的夹杂物处萌生；能谱分析表明：夹杂物的成分主要是钙铝的氧化物，测量所得裂纹源处夹杂物尺寸大部分超过了临界尺寸。关键词：车轮用钢；疲劳寿命；夹杂物；临界夹杂物尺寸中图分类号：TGll5文献标识码：A·doi：10．3969／j．issn．0253-6099．2013．01．025文章编号：0253—6099(2013)ol一0101—05InfluenceofInclusionSizeonFatigueLifeofHighStrengthSteelforAutomobileWheelZHAOFeng—xiao，LIHui，XUXiao

3、-chang，LILiang，XUHao—hao(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China；2．TechnologyCenter，LianyuanSteelCorporation，Loudi417000，Hunan，China)Abstract：ThefatiguelifeofhighstrengthsteelforautomobilewheelwasinvestigatedbyMTS858electro—hydraulics

4、ervofatiguetesting，andthenthefatiguefracturemorphologywasanalyzedbyQuanta600scanningelectronmicroscope(SEM)．Basedonthepreliminaryanalysisoftheexperimentaldata，thecriticalsizeofinclusionswascalculated．Accordingtothetheoryofnormaldistribution，fatiguelifeofthewheelsteelwaspredicted．There

5、sultsshowthatthefatiguecracksareallinitiatedfromtheinternalandsubsurfaceinclusions．Theenergyspectrumanalysisindicatesthatthemaincomponentsoftheinclusionsareoxidesofcalciumandaluminium．Themeasuredsizeofmostoftheinclusionsatthecracksourcesarelargerthanthecriticalsize．Keywords：automobile

6、wheelsteel；fatiguelife；jnclusion；criticalsizeofinclusion近年来，随着汽车的轻量化和高性能化以及重载为对比夹杂物尺寸对疲劳寿命的影响，本文研究运输的发展，对车轮的安全性和可靠性提出了更高的了两种不同冶炼工艺(RH+LF双联工艺和LF单联工要求。车轮是汽车重要的部件，它的结构及性能直接艺)制备的高强度车轮钢，与LF单联工艺相比，优化影响整车的安全技术性能。车轮的破坏形式以成型破后的RH+LF双联工艺能有效去除钢中夹杂物，减小坏和疲劳失效破坏为主，其中80％以上由疲劳失效破夹杂物尺寸。坏引起，因此车轮的疲劳寿命是车

7、轮最重要的性能指1试验材料及方法标⋯。基体中存在的夹杂物对车轮钢的疲劳性能有很大的影响，特别是大尺寸夹杂物对疲劳性能有致命1．1试验材料的影响，尤其在高周疲劳实验中，长寿命区疲劳破坏主实验材料均为国内某钢铁厂常规板带生产线所生要起源于钢中的大尺寸非金属夹杂物J。车轮钢向产的高强度车轮用钢，两种不同冶炼工艺(RH+LF双高强度和长寿命发展是当前车轮钢生产和应用中表现联、LF单联)试样分别编号为L、G。L、G生产工艺分别出来的趋势，迫切需要提高车轮钢的强度和延长疲劳为：铁水KR深脱硫BOF—RH+LF(优化后)一CC寿命，为此研究夹杂物对疲劳寿命的影响成为当前车热轧；

8、铁水KR深