弹簧钢60Si2Mn脱碳表面的应力分析.pdf

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1、第30卷第Z期兰州理工大学学报Vol.3ZNo.ZZ006年4月JournalofLanzhouUniversityofTechnologyApr.Z006文章编号1673-5196Z0060Z-00Z8-03弹簧钢60si2Mn脱碳表面的应力分析刘凤智辽宁石油化工大学理学院辽宁抚顺113001摘要!弹簧钢60SiZMn在热处理过程中会发生脱碳.由于脱碳会严重影响零件的使用性能"因此可采用喷丸的方法来提高零件的使用性能"喷丸在材料表面产生的残余应力是二维的.基于此"讨论了喷丸强化对脱碳表层的影响"利用X射线应力分析技术及Mises等效应力法"可测得弹簧钢60SiZMn

2、脱碳表层在喷丸前后的屈服强度.实验结果表明"喷丸试样的表面屈服强度比未喷丸试样的表面屈服强度有了很大的提高"这说明了喷丸可以改善脱碳零件的性能.关键词!弹簧钢#脱碳#喷丸#应力#屈服强度中图分类号TG141文献标识码Astressanalysisofdecarburizedsurfaceofspringsteel60si2MnLIUFeng-zhiSchoolofScienceLiaoningUniversityofPetroleumChemicalTechnologyFushun113001ChinaAbstractThespringsteel60SiZMnWill

3、bedecarburizedinheatingprocessanddecarburizationWillre-ducetheperformanceofthemachineparts.Thegeneralmethodofshotpeeningimprovesthefatigueper-formanceofthedecarburizedmachinepartsandtheresidualstressproducedbyshotpeeningisplanar.Forthesakeofdiscussionoftheinfluenceofshotpeeningonthedeca

4、rburizedsurfacelayertheX-raystressanalysistechniCueandMiseseffectivestressmethodcanbeusedtomeasuretheyieldstrengthofthedecarburizedlayerofthespringsteel60SiZMnbeforeandaftershotpeening.TheresultsindicatedthattheyieldstrengthofshotpeeningsurfacesWasgreatlyimprovedWhencomparedWiththatofun

5、peenedsur-faces.Thisfactpointedoutthattheshotpeeningcanimprovetheperformanceofthemachineparts.Keywordsspringsteeldecarburizationshotpeeningstressyieldstrength弹簧钢制作的零件在热处理过程中会严重脱l实验方法碳从而使零件的使用性能特别是疲劳性能大幅度[1]下降.采用喷丸或滚压等表面处理方法可使脱碳试样取自60SiZMn弹簧钢其化学成分质量[Z]零件的疲劳性能大幅度提高.为了表征脱碳层的分数为UC为0.61%USi为

6、1.89%UMn软化程度常用的方法是测量显微硬度和X射线衍为0.73%UP为0.0Z%US为0.0087%.淬射半高宽.但是显微硬度与材料的弹性~塑性~加工火处理880油淬回火工艺在箱式炉进行470硬化指数~强度和韧性等一系列物理量有关是一个保温1h.金相观察结果表明回火后的表面严[3]综合指标并且还受到残余应力的影响.X射线衍重脱碳脱碳层的厚度约为60mm带脱碳层表面射线的半高宽代表材料的结构状态只能间接反映的硬度为~RC38由BuehlerMicromet数字式显材料的力学特性.金属材料的疲劳损伤与滑移形变微硬度计测定.喷丸在气动式喷丸机上进行所用钢[4]有密切的

7、联系因此应用应力分析技术测得的表丸直径为1.00mm空气压力为0.4MPaAlmen面屈服强度有助于研究脱碳和喷丸对疲劳强度的一种市购的测试喷丸强度的试片强度为0.58.影响机制.采用单轴拉伸加载方式进行逐级加载.各级载荷下的应变值E由电阻应变仪读出表面纵向应力a收稿日期Z005-08-09G1和横向应力GZ在MSF-Z903X射线应力测定仪上基金项目国家自然科学基金59371037作者简介刘凤智1961-男辽宁沈阳人硕士副教授.进行.第Z期刘凤智弹簧钢60SiZMn脱碳表面的应力分析Z9EZ(1+U>G7(Z>2实验结果与分析e=3式中和U分别为杨