高频淬火中碳钢弯曲疲劳强度的评价

　　与渗碳淬火比较，高频淬火能够完成在线化，使碳素钢获得高强度。高频淬火用于齿轮热处理时，对钢的高频淬火性的要求是，高齿根曲折疲惫强度、高齿面强度以及短时快速加热淬火时的均匀硬化层和均匀硬度。有研讨报告指出，中碳钢高频淬火时，由于发生很大的剩余压缩应力，所以高频淬火中碳钢的曲折疲惫强度高于渗碳淬火钢。并且，由于钢中添加Si，提高了钢的回火软化抗力，高频淬火中碳钢的面疲惫强度也高于渗碳淬火钢。此外，有研讨表明，添加Mn含量，降低淬火前安排中的一次铁素体重量，能够在高频淬火快速短时加热中使钢具有均匀的奥氏体安排，然后获得均匀的硬化安排和均匀的硬度。但这些工作没有定量研讨合金元素对疲惫强度的影响。本研讨以C、Si、Mn含量不同的钢为实验钢，对高频淬火实验钢的滚动曲折疲惫强度和辊柱式(小辊柱)剥蚀疲惫强度进行了测定和剖析。

　　1 实验方法

　　各实验钢的成分改变是C：0.45%-0.55%、Si：0.05%-2.0%、Mn：0.25%-1.1%。为提高淬透性，实验钢中添加了B。真空熔炼实验钢，并将实验钢热锻成φ65mm的圆棒，对圆棒进行1123K×1h、空冷的正火处理。用该圆棒材制造疲惫试样并对疲惫试样进行高频淬火。表1是滚动曲折疲惫试样和辊柱式剥蚀疲惫试样的淬火条件。用光学显微镜对试样淬火前后的安排进行了观察，并用光学显微镜照片解析方法测定了试样淬火前一次铁素体的面积重量。用显微维氏硬度计测定了试样淬火前后的硬度。对高频淬火后的试样进行573K×90min的回火处理，然后测定回火硬度。

　　2 实验结果与剖析

　　2.1 高频淬火性

　　用0.98N负荷的显微维氏硬度计对试样的距外表50μm处的5个方位进行硬度测定。核算这5个方位硬度的标准偏差，作为外表硬度动摇值。辊柱式点腐蚀疲惫的外表硬度与一次铁素体面积率无关，动摇值很小。滚动曲折疲惫试样的外表硬度动摇值随一次铁素体面积率的添加而增大。在一次铁素体面积率大的滚动曲折疲惫试样中，观察到淬火后未改变的铁素体和低碳马氏体等不均匀安排。滚动曲折疲惫试样外表硬度的动摇是由这些不均匀安排引起的。滚动曲折疲惫试样和辊柱式剥蚀疲惫试样的外表硬度动摇值的差别是高频淬火条件不同造成的。

　　2.2 滚动曲折疲惫实验结果

　　研讨了疲惫极限与均匀外表硬度的联系。研讨结果显示，均匀外表硬度越高，滚动曲折疲惫强度越高。但在均匀外表硬度值相同条件下，各试样的曲折疲惫强度值有很大的差异。为此，对均匀外表硬度值根本相同的0.55%C实验钢，进行了一次铁素体面积率与滚动曲折疲惫强度联系的研讨。结果显示，跟着一次铁素体面积率的添加，滚动曲折疲惫强度下降。一次铁素体面积率大的钢中生成的不均匀安排使滚动曲折疲惫强度下降。

　　2.3 辊柱式剥蚀疲惫实验结果

　　齿轮滚动时其接触面发热，外表温度可达573K。因而外表硬化钢的剥蚀疲惫强度与573K回火硬度有相关联系。图2是辊柱式点腐蚀疲惫实验测定的疲惫极限与573K回火硬度的联系。

　　跟着573K回火硬度的升高，钢的剥蚀疲惫强度升高。并且通过本实验可知，即便高频淬火钢中没有不均匀安排，高频淬火钢的剥蚀疲惫强度也随573K回火硬度的升高而升高。