感应淬火-回火工艺对34CrNiMo6曲轴钢疲劳性能的影响

《steel research international》：Effect of Induction Hardening-Tempering Process on Fatigue Performance of 34CrNiMo6 Crankshaft Steel

合金钢感应淬火-回火工艺通过微观结构转变（回火索氏体→马氏体）显著提升疲劳性能。34CrNiMo6钢经400mA电流、4秒加热时间及0.8mm涂层厚度处理后硬度近翻倍，经330℃回火2小时后，屈服强度提高11.7%，抗拉强度21.2%，断后伸长率29.5%，断面收缩率46.7%，疲劳极限从385MPa增至440MPa。碳化物沉淀与晶粒细化协同优化残余应力分布，有效抑制疲劳裂纹扩展。

　　

摘要

通过感应淬火-回火工艺，可以提高合金钢的强度和韧性，该工艺能够形成硬化层并缓解残余应力。然而，这一工艺引起的微观结构变化对曲轴合金钢疲劳性能的影响尚未得到研究。本研究选择了经过预优化的34CrNiMo6钢，在淬火和回火（Q&T）状态下进行试验。在感应淬火条件下，电流为400 mA、加热时间为4秒、涂层厚度为0.8毫米时，钢的微观结构从回火索氏体转变为马氏体，使得硬度接近于未经处理样品的两倍。随后在330°C下回火2小时后，回火马氏体显著提升了材料的拉伸性能和疲劳性能。回火马氏体中的碳化物析出和晶粒细化使得屈服强度提高了11.7%、抗拉强度提高了21.2%、伸长率提高了29.5%，以及断面收缩率降低了46.7%。细分散的碳化物有效优化了残余应力分布，抑制了疲劳裂纹的扩展。因此，材料的最大应力疲劳极限从385 MPa提高到了440 MPa。本研究阐明了感应淬火-回火对34CrNiMo6曲轴钢疲劳性能的影响，并为设计抗疲劳合金提供了理论依据。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。