新型贝氏体钢模拟螺纹钎杆疲劳寿命的研究.pdf

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1、·7O·新型贝氏体钢模拟螺纹钎杆疲劳寿命的研究彭俊，欧梅桂，粱益龙，王勇(贵州大学材料科学与冶金工程学院，贵州贵阳550003)摘要：采用GDL一1型贝氏体钢作为螺纹钎杆的材质，加工成模拟钎杆螺纹杆进行拉压疲劳行为的测试。结果表明：经过表面喷丸处理的螺纹杆的疲劳寿命明显高于未进行表面喷丸处理的螺纹杆，经空冷250％回火疲劳极限稍低于空冷300％回火。关键词：螺纹杆贝氏体钢喷丸疲劳中图分类号：TG136；TG166文献标识码：A文章编号：1002—6886(2012)03-0370—03TheResearchofNewBainiteSteelSimulationThrea

2、dsConnectingRodFatigueLifePENGJun，OUMeigui，LIANGYilong，WANGYongAbstract：UsingGDL-type1bainitesteelasthematerialsofthreaddrillrodandmakingintosimulationdrillrodthreadedrodforproceedingonthefatiguetestofpullandpressurethebehavior，theresultshowsthatwithshotpeeningtreatmentishighersignifican

3、tlythanthefatiguelifeofthethreadedrodwithoutshotpeeningtreatmentandthefatiguelimitofthethreadedrodwithaircold250oCten-peringislowerslightlythanthefatiguelimitofthethreadedrodwithaircold300℃tempering．Keywords：threadedrod；bainitesteel；shotpeening；fatigue2．1％和微量的V，Mo，RE等合金元素，通过电弧冶炼成0引言660的棒

4、材，经改锻—+j基火—粗加工一热处理后加工成如随着我国工业化的快速发展和技术的进步，凿岩钎图1，2所示的拉伸试样，模拟螺纹杆进行疲劳试验。具已在现代凿岩工具中发挥着重要的作用。由于凿岩钎具的工作环境比较苛刻，在使用过程中寿命短，耗量大，人——一．}——_{———一——们开始研究新型钢种及工艺来提高钎具的使用寿命，降低L一资源消耗⋯。波形螺纹连接是钎具中钎尾与钎杆，钎杆与舯嘴钎杆，钎杆与钎头之间的一种重要的连接方式，广泛应用图1拉伸试样图于液压凿岩机和重型气动凿岩机的凿岩作业。在实际工作中螺纹连接杆的一个主要损坏原因是疲劳，疲劳的损坏机理是由动载苛引起应力集中部位产生微裂

5、纹，进而在交变载荷的作用下，裂纹逐渐扩大，使残留的横截面积逐渐减小，一旦达到极限值瞬间产生破坏。由于试样加工成螺纹连接杆时会产生大量的应力集中，通过表面喷丸处理可以改善应力集中对疲劳寿命的影响。本文采用新开发的GDL一1E23贝氏体钢制作成模拟钎杆螺纹杆试样，通过渗碳热处理工艺和表面喷丸方法研究了该试样的拉压疲劳图2疲劳试样图寿命，并对影响其疲劳性能的各种因素进行分析，为进一步提高凿岩钎杆的疲劳寿命提供实验依据。1．1．2热处理工艺(表1)1．2试验方法1试验材料及方法在CSS-280-200KN电液伺服动静疲劳试机上对模1．1试验材料及热处理工艺拟凿岩钎杆螺纹连接杆部

6、分进行疲劳试验，选择恒幅载荷1．1．1试验材料控制下的拉一压疲劳方式，并选择应力比R=一1，根椐影选用一种新型的GDL一1贝氏体钢(以下简称GDL)，响材料疲劳极限的三个因素(应力集中影响Ko-，尺寸因素主要化学成分：C：0．2％，主要合金元素Si：1．1％，Mn：影响印，表面质量的影响届)，综合影响系数Ko-。，从而·71·表1数未过一百万周次)。55。；r-r,5004681012可以得出零件的疲劳极限K=6—1／Ko"。可以算出所距表面距离(1lm)加载最大应力水平为=630MICa。在疲劳试验中，加载300℃回火硬度分布波型为正弦波，交变负荷频率：20Hz。取最

7、大的负荷幅值580应力为52kN，在室温下依次对三组不同状态的试样进行560疲劳试验，当循环加载次数超过No=1×106次时所对应54O的应力水平规定为疲劳极限或耐久极限。采用国家标准试验方法GB一3075—82《金属轴向疲劳试验方法》进行520试验。分别在型号为JBD一300B的冲击试验机和型号为馨500XYA105C，100kN液压拉伸试验机上进行冲击试验和拉伸480试验，其常规力学眭能见表2。460表2常规力学性能024681012上屈服强度下屈服强度抗拉强度断处伸长率断面收缩率编⋯号／MPa／MPa距表面距离(mil1)／MPaZ