EA4T车轴钢疲劳性能的研究.docx

出来，极易给人们带来意外的灾难性事故，轴疲 性研曲线及显微组织，结果表properties ofmechani-is weak调质处能试样标距为定试样的常规力学性型微机控制高频进行疲劳试验，采验在常EA4TRes ear ch on Fat i gue Pr oper t i es of Axl es St eel EA4T邹 静 吴 刚 张彩虹Zou Jing Wu Gang Zhang Caihong（六盘水师范学院 矿业工程系，贵州 六盘水 553001）（Department of Mining Engineering，Liupanshui Normal University，Guizhou Liupanshui 553001）摘 要：通过对比分析 EA4T 车轴钢表面及 R/2 处的常规力学性能指标、S-N明：试样表面处的综合力学性能强于 R/2 处，疲劳强度高于 R/2 处，但材料的抗过载损害的能力较弱。关键词：车轴钢；疲劳强度；疲劳极限中图分类号：TH142文献标识码：A文章编号：1671-4792（2013）05-0027-05Abstract：By comparing analyzing of Axles Steel EA4T surface and the R/2 at the mechanical conventional, SN curve and microstructure, the results show that the sample surface at the comprehensive cal properties is stronger than R/2 , fatigue strength is higher than R/2 , but the resistance of the material overload damage. Keywords：Axle Steel；Fatigue Strength；Fatigue Limit 0 引言材, 再经 900℃加热油淬 +660℃高温回火的在工程结构中，疲劳破坏十分普遍。据统计，机理后, 在轴的表面、1/2 R 处取样进行力学性 械零件的破坏 60%～90%为疲劳破坏[1]。疲劳破坏前加工。 没有明显的塑性变形及形变预兆，不易觉察表一 国产 EA4T 钢化学成份造成巨大的损失。EA4T 车轴钢在国外的大 功率机车、高速列车以及地铁上广泛使用， 若车轴在运行中发生断裂，将造成重大恶性事故。因1.2 试验方法此，本文对 EA4T 车轴钢的表面及 R/2 处的疲劳性拉 伸 试 验 设 备 为 Instron8501 试 验 机 ,能进行分析研究，为进一步改善和提高其疲劳性能GB/T228-2002 进行拉伸试验，试样的原始提供基础。50mm,试验在常温下进行，测1 试验材料及方法能指标。1.1 试验材料疲劳试验的设备为 QBG-100试验所用材料为国产 EA4T 钢，其化学成份见疲劳试验机，按照 GB3075-1982表一。该钢冶炼成铸锭后, 先锻造成 Φ280 mm 的棒用拉压疲劳载荷，加载频率为 160-180Hz，试按 照27车 钢 劳 能的究EA4T 车轴钢疲劳性能的研究科技广场 2013.5温下进行，设定疲劳强度为循环到 107 次不发生断裂所对应的最大应力值。采用光学显微镜分别对表 面及 R/2 处的显微组织进行观察。2 试验结果与讨论2.1 常规力学性能 常规力学性能见表二。表二 静载拉伸试验数据匀缩小，因为在均匀塑性变形中不出现裂纹，所以抗拉强度的大小也就间接反映了材料不出现裂纹的最 大承接能力，结合表面和 R/2 部位的 σb 来看，表面 的 σb 比 R/2 处的 σb 高出 60MPa，同时也说明了 表面的疲劳强度较 R/2 处高些。对于高周疲劳而言，疲劳裂纹在试样的表面萌 生，当疲劳裂纹从试样表面萌生时，通常认 为金属材料的抗拉强度越大，其疲劳强度也越 大[4]。 表 面σb=755Pmax， 而 R/2 处σb=695Pmax，说明表面的疲劳强度比 R/2 处对 EA4T 车轴钢的常规力学性能指标 σs ，σb，δ，ψ 分析如下：（1）屈服强度 σs：单轴拉伸加载时，试样开始出 现永久变形时的强度为 σs，而对只能随弹性变形的 整体车轴来讲，表征材料在弹性范围内吸收能量大 小为弹性比能 =σs 2/2E,所以 σs 值越大，弹性比能 越高，表面的弹性比能比 R/2 处的弹性比能高出44.46％，说明表面承受弹性变形能力更强。（2）抗拉强度 σb：σb=Pmax/A0，它代表试验材料 所能承受的最大均匀塑性变形阶段的应力值。实际 上此时的真实应力 σb=P max/(1－n)A0＞σ（s n