奥氏体化温度对超强耐热齿轮轴承钢显微组织和强韧性的影响

新型超强耐热齿轮轴承钢具有优越的强韧性。通过改变钢的淬火加热温度,结合拉伸、冲击、断裂韧度等力学性能测试以及TEM,SEM,EDS等微观分析技术,研究不同奥氏体化温度下钢的显微组织与力学性能。结果表明:1060℃奥氏体化后,钢中存在未溶碳化物M_(6)C,冲击功和断裂韧度较低;1080~1100℃奥氏体化后,M_(6)C碳化物固溶,冲击功和断裂韧度显著增加。在1060~1100℃奥氏体化后,抗拉强度和塑性变化不大,规定塑性延伸强度随奥氏体化温度的增加略有降低。M_(6)C碳化物加速裂纹的萌生与扩展,导致韧性下降。在1080~1100℃奥氏体化后,超强耐热齿轮轴承钢可获得超高强度和高韧性,抗拉强度不小于2000 MPa,规定塑性延伸强度不小于1800 MPa,断裂韧度不小于100 MPa·m^(1/2)。

高温与应力耦合作用下Cr-Co-Mo-Ni齿轮轴承钢微观组织演变

对热处理态的高温Cr-Co-Mo-Ni齿轮轴承试验钢在500℃下进行不同应力的持久试验,采用内插法得到500℃,500h的断裂强度为1 022MPa;借助金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等仪器观察试验钢持久试验前后的微观组织变化。结果表明:500℃条件下,随着加载持久应力由1 150MPa降低至950MPa,试验钢断裂时间由96.4h延长至845.8h,基体中碳化物平均尺寸由0.3μm长大到0.5μm以上,所占面积分数由1.65%上升至3.85%;随着持久应力的降低及断裂时间的延长,马氏体板条束发生剪切变形—碎化—重新排列的变形过程,位错密度呈下降趋势;持久断裂前后,试验钢基体中析出相均为M6C型碳化物。

齿轮轴承钢坯模锻过程晶粒尺寸演变模拟

齿轮轴承钢坯模锻过程中不同部位的形变参数变化极不均匀,晶粒尺寸演变规律复杂多变。通过Gleeble等温热压缩试验获得材料物性参数,利用YLJ再结晶模型对有限元软件DEFORM-3D进行二次开发,进而模拟出模锻过程中齿轮轴承钢坯的晶粒尺寸演变规律。研究发现:齿轮轴承钢坯晶粒尺寸在锻造期呈脉冲变化,不同部位的晶粒在再结晶期增长幅值不一样,底部边缘和中下部晶粒尺寸易粗化,中心和中上部晶粒尺寸比较小;将锻件心部和底部边缘的晶粒形貌和晶粒尺寸与模拟结果进行对比,模拟与实际结果对应良好。提出的晶粒演变模拟方法能很好预测模锻过程复杂的晶粒尺寸演变规律。