[發明專利]一種滲碳鋼超高周疲勞性能的評價方法

有效

• 申請號: 202110038648.8
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112881207B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 尉文超;王毛球;何肖飛;時捷;孫挺;閆永明;李曉源;徐樂
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/02
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種滲碳鋼超高周疲勞性能的評價方法，其操作步驟為：

(1)在材料上切取疲勞試樣毛坯；在切取毛坯試樣時根據試驗鋼的淬火變形量預留加工余量0.1-0.3mm；

(2)通過滲碳工藝調整模擬不同區域的滲碳組織，經過淬火和回火后獲得模擬滲碳層試樣、模擬過渡層試樣和模擬基體層試樣；

(3)對步驟(2)獲得的試樣進行矯直和表面精整，獲得符合要求的疲勞試樣；

(4)采用超聲波疲勞試驗機對步驟(3)不同組試樣進行超高周疲勞測試，通過升降法測試，獲得S-N曲線和疲勞極限；

(5)通過對比模擬滲碳層試樣、模擬過渡層試樣、模擬基體試樣的疲勞試驗結果，選取最小值，作為目標滲碳鋼的疲勞極限；

在步驟(2)中，根據對試樣進行滲碳處理，通過調整滲碳的溫度、碳勢、時間參數，獲得不同的滲碳層深度，分別模擬滲碳零件的滲碳層、過度層和基體層的組織狀態，具體方法如下：

模擬滲碳層組織的試樣采用全滲透方式，即通過延長滲碳時間，使試樣工作段的橫截面碳含量保持一致，硬度均勻分布，與該材料的應用目標表面狀態一致；

模擬過渡層組織的試樣采用與該材料的應用目標相同的滲碳工藝，獲得相同的滲層深度，試樣橫截面的硬度分布與應用目標保持一致，模擬滲碳后應用目標的滲碳過渡層組織狀態；

模擬基體層的試樣采用與模擬過渡層相同的工藝，滲碳過程中做防滲處理，以獲得與該材料應用目標相同的心部組織狀態；

模擬過渡層試樣采用模擬滲碳層試樣的處理方式，通過調整滲碳工藝，獲得工件不同滲層深度的硬度和組織狀態。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在步驟(3)中，進行表面精整時須沿試樣軸向進行表面拋光處理，消除加工刀痕。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(4)中，測試時采用高壓氣體對試樣進行冷卻，避免試樣因發熱燒毀；當氣體冷卻不能滿足要求，采用間隔式加載方式，加載與暫停時間比例為1：1，在高應力狀態下，試樣發熱嚴重，采用1：2。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：1所述的方法，其特征在于：在步驟(4)測試時每組試樣至少需要20個試樣。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：1所述的方法，其特征在于：能應用至其他非均勻組織的材料體系：滲氮鋼、鋁合金或鈦合金。