軸承鋼接觸疲勞亞表面組織非晶化和相變的研究
2019-02-20蘇云帥,李淑欣,魯思淵
(寧波大學機械工程與力學學院,寧波 315211)
(寧波大學機械工程與力學學院,寧波 315211)
重大裝備中軸承的過早失效,嚴重影響系統的安全運行和可靠性。與普通疲勞不同,接觸疲勞載荷下材料會發生組織變化。然而,關于接觸疲勞下材料發生非晶化和奧氏體相變的研究還未見報道。本文針對馬氏體軸承鋼進行接觸疲勞實驗,研究亞表面材料中產生的白色蝕刻組織,對其非晶化和組織相變進行了詳細分析,討論了其產生的機理。

(a) 白色蝕刻區域(WEA)中的非晶相

(b)WEA中奧氏體相變
TEM和EBSD測試結果表明,接觸疲勞載荷下,原板條狀馬氏體組織發生以下變化:納米晶化、非晶化和相變(馬氏體向奧氏體轉變)。WEA主要由非晶相組成,其中彌散著納米馬氏體、奧氏體和碳化物,如圖(a)。其硬度遠遠高于基體。在WEA和基體的界面處,存在著明顯的過渡區3-5nm,晶體從有序轉變為無序。原材料中含3%的殘余奧氏體,但WEA中的奧氏體含量增加到20%,圖(b)。說明在疲勞變形過程中,發生了由馬氏體向奧氏體的相變。機理的研究表明,該相變不是由于溫升至奧氏體化后發生的轉變,而是在機械大變形條件下發生的晶體原子錯排導致。
