尉念伦 孙世清

摘 要：为了研究化学热处理对大型轴承疲劳性能的影响规律，对中合金铬钼轴承钢进行离子渗氮处理和旋转弯曲疲劳（RBF）试验。以双真空熔炼（VIM+VAR）的中合金鉻钼轴承钢作为实验材料，分析经调质处理（930 ℃+550 ℃）后的组织和经离子渗氮后的相组成，分析经过旋转弯曲疲劳试验后断口形貌及裂纹萌生机理，构建表面缺陷与疲劳断裂机理之间的关系。实验结果表明：实验钢经过调质处理后组织为回火索氏体，主要析出M2C型和M3C型碳化物;渗氮后渗氮层中化合物层主要由CrN和Fe4N（γ′相）组成，厚度约为16 μm，其不利于基体的疲劳性能提升;实验钢渗氮后的RBF极限为947 MPa，较未渗氮试样旋转弯曲疲劳极限提升19.4%;渗氮层中化合物层始裂及非金属夹杂物始裂为主要的两种起裂方式，化合物层和表层粗糙度对渗氮后实验钢的疲劳寿命影响较大。研究结果可为提高中合金铬钼轴承钢的疲劳性能提供实验及理论依据。

关键词：黑色金属及其合金;渗氮轴承钢;旋转弯曲疲劳;起裂;表面粗糙度

中图分类号：TG156.8+2 文献标志码：A

文章编号：1008-1542（2019）04-0344-07

轴承作为机械设备中重要的零部件，普遍应用在交通运输、航空航天、机械制备等领域[1-3]。轴承的失效形式有很多种，经统计发现主要的失效形式为疲劳失效[4-5]。RBF试验是指试样承受弯矩的同时旋转一定周期N后断裂失效。实验证明，RBF性能能够很好地反映出材料的疲劳性能[6-8]。由于轴承的工作条件比较恶劣，其表面易受到周期性冲击，加之与轴的相互摩擦以及受到起润滑作用的介质腐蚀等，因此生产出来的轴承表面应兼有较高的抗磨损性、高硬度、良好的耐蚀性和抗疲劳性等。……