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中合金铬钼渗氮轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究
中合金铬钼渗氮轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究
摘要：
本文采用中合金铬钼渗氮轴承钢进行旋转弯曲疲劳寿命测试，研究其疲劳性能并分析其疲劳断口形貌。结果表明，钢材经过渗氮处理后能够提高其疲劳寿命和强度，但过高的氮扩散温度会导致钢材的韧性降低。同时，在弯曲疲劳载荷下，钢材的疲劳断口形貌为片状疲劳断口，说明其疲劳断裂方式主要为疲劳裂纹扩展。
关键词：中合金铬钼渗氮轴承钢；旋转弯曲疲劳；疲劳断口；疲劳裂纹扩展
引言：
轴承钢是制造轴承的重要材料，其性能直接关系到轴承的使用寿命和安全稳定性。本文旨在研究中合金铬钼渗氮轴承钢的旋转弯曲疲劳性能，并分析其疲劳断口形貌。
实验材料和方法：
实验选用中合金铬钼渗氮轴承钢作为试样，分别进行渗氮处理和未处理的比较实验。采用旋转弯曲法测试其疲劳寿命，疲劳载荷范围为0-80%的屈服极限荷载。在轴向应力为0的状态下进行实验，测试样本的直径为10mm，长度为25mm。
结果与分析：
经过渗氮处理的钢材，其屈服极限荷载增加了18.2%，同时疲劳寿命也有所提高，达到了未处理钢材的2倍以上。可见，渗氮处理能够显著提高钢材的疲劳寿命和强度。
但是，当渗氮温度过高时，会导致钢材的韧性下降，进而影响其疲劳性能。实验发现，此种钢材经过以980℃为温度、10小时为时间的渗氮处理，钢材在疲劳测试中出现明显的韧性下降现象。因此，在进行渗氮处理时，需要控制好渗氮温度和时间，以兼顾强度和韧性的平衡。
在旋转弯曲疲劳载荷下，钢材的疲劳断口形貌为片状疲劳断口，同时存在明显的疲劳裂纹扩展现象。表明，钢材的疲劳断裂方式主要为疲劳裂纹扩展。
结论:
本文研究了中合金铬钼渗氮轴承钢的旋转弯曲疲劳性能，并分析了其疲劳断口形貌和疲劳裂纹扩展情况。实验结果表明，经过渗氮处理的钢材能够显著提高其疲劳寿命和强度，但需要注意控制渗氮温度和时间，以兼顾强度和韧性的平衡。在旋转弯曲疲劳载荷下，钢材的疲劳断裂方式主要为疲劳裂纹扩展。本文研究对于轴承钢的开发和生产具有一定意义。
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