S含量对-6齿轮钢夹杂物及疲劳性能的影响

1 实验材料与方法
实验钢种-6钢棒采用电弧炉+LF+VD+压铸工艺冶炼钢材疲劳性能,经锻轧后得到规格为φ110mm的钢棒。其中一种为S含量为0.002%的低S含量材料(简称CQ)钢材疲劳性能,另一种为S含量为0.022%的高S含量易切削材料(简称CS),其他元素含量相近。两种材料成分见表1








2 结论
(1)两种试验钢经拟碳渗碳热处理后均具有马氏体-贝氏体复相组织,力学性能基本相同,但S含量较高的试样具有较好的低温冲击韧性,比S含量较低的试样提高了20%左右。
(2)高S含量试验钢的旋转弯曲疲劳强度和疲劳寿命均高于低S含量试验钢,疲劳强度比达到0.479。断口分析表明,疲劳失效主要由表面塑性变形引起,而低S含量试验钢中因夹杂物引起开裂而失效的试件数量较多。
(3)高S含量试验钢中夹杂物多为CaS-复合夹杂物,且尺寸相对较小;而低S含量试验钢中夹杂物多为大尺寸MnS-氧化物硬质相,易形成疲劳裂纹源。因此,夹杂物变质是提高高S含量齿轮钢疲劳性能的有效手段。


