淬火冷却速率对60Si2CrVAT弹簧钢高周疲劳性能的影响

采用13%PAG(聚烷撑乙二醇)和油对60Si2CrVAT弹簧钢进行淬火热处理,研究了不同淬火冷却速率对其轴向高周疲劳(r=-1)性能的影响。利用SEM、TEM和EBSD等方法对疲劳断口形貌、源区成分、显微组织进行表征。结果表明,13%PAG淬火后的疲劳极限(781.5 MPa)比油淬高67.5 MPa(714.0 MPa)。疲劳断口分析表明,疲劳破坏大部分起源于试样内部夹杂物和碳化物,形成“鱼眼”型撕裂的粒状亮区(GBF)。随裂纹源夹杂物处应力强度因子幅 ? K inc 的减小,疲劳寿命Nf增加,而GBF区边界的应力场强度因子幅 ? K GBF 并不随Nf变化而改变,且13%PAG淬火试样的 ? K GBF 大于油淬试样。实验钢13%PAG淬火试样组织中分布更多的纳米孪晶; 马氏体板条块和板条更加细化,碳化物呈均匀细小弥散分布; 而油淬碳化物较粗大,沿马氏体板条界和原奥氏体晶界分布。这些因素是PAG淬火后疲劳性能优于油淬的主要原因