高S含量试验钢的齿轮钢疲劳性能的有效手段

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S含量对18CrNiMo7-6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18CrNiMo7-6钢棒采用电弧炉+LF+VD+压铸工艺冶炼，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），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-MnSOxide复合夹杂物，且尺寸较小；而低S含量试验钢中夹杂物多为大尺寸MnS-Oxide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。