贝氏体轴承钢滚动接触疲劳性能的研究

发布时间：2017-07-31 15:09

  本文关键词：贝氏体轴承钢滚动接触疲劳性能的研究

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【摘要】：本文以贝氏体轴承钢GCr15Si1Mo为研究对象,进行不同的热处理获得具有不同组织的试样,并进行了点接触滚动疲劳试验。对试样组织形貌以及相的百分含量进行了分析,统计疲劳寿命的结果。并与马氏体轴承钢GCr15的接触疲劳性能进行了对比。试验结果表明:贝氏体轴承钢GCr15Si1Mo相对于常规马氏体轴承钢GCr15具有更加优异的滚动接触疲劳性能;在滚动接触疲劳的过程中,贝氏体轴承钢组织中的残余奥氏体会发生马氏体相变,有利于提高贝氏体轴承钢的接触疲劳性能。本文还研究了贝氏体轴承钢中碳化物的含量对其接触疲劳性能的影响。试验结果表明,在油润滑条件下,试样接触疲劳性能的优劣性依次为:无碳化物的试样、碳化物体积分数为5.1%的试样、体积分数为1.9%的试样;在无润滑条件下,试样接触疲劳性能的优劣性为碳化物体积分数为1.9%的试样,碳化物体积分数为5.1%的试样。因为组织中含有未溶碳化物时,碳化物作为基体的硬质相,很容易成为疲劳源,缩短裂纹萌生的孕育期,不利于贝氏体轴承钢的接触疲劳寿命,因此油润滑条件下,无碳化物的贝氏体轴承钢的接触疲劳性能要优于含有未溶碳化物的贝氏体轴承钢。试验条件不同,含有碳化物的轴承钢试验结果相反,在油润滑条件下,碳化物对贝氏体轴承钢的接触疲劳性能还有一定的积极作用。进行油润滑试验时碳化物脱落形成的凹坑增大润滑油和试样表面的黏着力,有利于增厚弹性流动体压润滑的最小油膜厚度,增大试验过程中的油膜比,从而提高试验体的接触疲劳寿命。
【关键词】：轴承钢 贝氏体 接触疲劳 残余奥氏体 碳化物
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 课题背景11-12
• 1.2 贝氏体钢国内外的研究现状12-15
• 1.2.1 贝氏体组织的研究现状12-15
• 1.2.2 贝氏体的发现与发展15
• 1.3 合金元素对贝氏体转变的影响15-17
• 1.4 冷却方式对贝氏体转变的影响17
• 1.5 轴承钢简介17-21
• 1.5.1 轴承钢的发展史17-18
• 1.5.2 轴承钢的分类18-19
• 1.5.3 轴承的基础理论介绍19-21
• 1.6 轴承钢的接触疲劳性能21-22
• 1.6.1 影响轴承钢接触疲劳性能的因素21-22
• 1.6.2 轴承钢接触疲劳试验的破坏过程22
• 1.7 主要研究内容22-24
• 第2章 试验方法与研究内容24-33
• 2.1 试验材料24
• 2.2 相变点的测定24
• 2.3 TTT曲线的测定24-26
• 2.3.1 试验仪器介绍24-26
• 2.3.2 曲线测定26
• 2.4 试验材料的热处理26-27
• 2.5 力学性能测试27-29
• 2.5.1 硬度实验27-28
• 2.5.2 拉伸试验28-29
• 2.5.3 冲击试验29
• 2.6 滚动接触疲劳试验29-31
• 2.6.1 试验机介绍29-31
• 2.6.2 试验接触应力计算公式以及试样尺寸31
• 2.7 微观组织的分析方法31-32
• 2.7.1 组织的分析31-32
• 2.7.2 X射线衍射分析32
• 2.8 本章小结32-33
• 第3章 残余奥氏体含量对轴承钢接触疲劳性能的影响33-46
• 3.1 贝氏体钢的组织和力学性能33-37
• 3.1.1 相变点的测定33-34
• 3.1.2 动力学转变曲线的测定34-35
• 3.1.3 热处理工艺35
• 3.1.4 微观组织和力学性能35-37
• 3.2 贝氏体轴承钢接触疲劳试验结果及分析37-43
• 3.3 不同材料的滚动疲劳接触疲劳性能43-45
• 3.3.1 试验用钢的热处理工艺及微观组织43-44
• 3.3.2 试验用钢的滚动接触疲劳试验44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 未溶碳化物对轴承钢接触疲劳性能的影响46-58
• 4.1 热处理工艺及常规力学性能46
• 4.2 微观组织46-47
• 4.3 接触疲劳试验47-56
• 4.3.1 油润滑接触疲劳试验47-50
• 4.3.2 无润滑接触疲劳试验50-56
• 4.4 本章小结56-58
• 结论58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务和成果63-64
• 致谢64

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