不同温度下16Cr3NiWMoVNbE结构钢的低周疲劳行为
发布时间:2014-05-12 06:14
作者:互联网
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16Cr3NiWMoVNbE
钢属于特级优质
结构钢,可用于制造航空发
动机的传动
齿轮,该钢具有良好的
淬透性、高抗拉
强度和高韧塑性。经
渗碳并
淬火低温
回火后,表面具有很高的
硬度,心部的强度、
韧性和塑性配合良好,具有很好的
锻造和切削加工性能,可在300℃以下长期
工作。试验所用16Cr3NiWMoVNbE结构钢的化学成分见《航空发动机设计用材料数据手册》。将
坯料轧制成Φ25mm的钢棒,再经900℃淬火,保温15min,油冷,300℃回火,保温3h,空冷
热处理。
热处理后的试样毛坯加工成低周
疲劳试样进行试验。试验钢的
拉伸性能见表1。低周疲劳试验按GB/T 15248-2008《
金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法》在EHF-EA10型液压伺服疲劳试验机上进行。试验采用轴向应变
控制,总应变幅(1/2Δεt)
范围为0.5%~1.0%,
引伸计的标距为12mm,引伸计通过
石英刀口与试样接触
测试标距内的应变,
载荷波形为三角波,试验温度为25、100、200、300、350℃,应变比R(最小应变εmin与最大应变εmax之比)为-1,通过炉内
电阻丝辐射加热试样,温度波动控制在±2℃。研究了不同温度下该结构钢的循环
应力响应、疲劳周明和循环应力-应变
行为。表1 16Cr3NiWMoVNbE钢的拉伸性能
温度/℃ | σb/MPa | σ0.2/MPa | δ5/% | Ψ/% |
25 | 1400 | 1190 | 14 | 62 |
200 | 1460 | 1110 | 11 | 56 |
300 | 1460 | 1050 | 15 | 56 |
结果表明:试验钢在温度不高于200℃时,表现出循环软化的现象,而在300℃时,表现出明显的循环硬化现象;加载应变幅值越大,试验钢的疲劳寿命越低;在加载总应变范围内,寿命随温度的升高而降低;利用三参数幂函数公式能较好地表征不同温度下的应变-寿命关系,为16Cr3NiWMoVNbE钢在航空发动机上的应用提供依据。(心远)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。