高压气相热充氢对SUJ2轴承钢超高周疲劳行为的影响

李永德¹，徐娜¹，郭卫民¹，吴晓峰¹，时军波¹，刘树伟²

1. 山东省分析测试中心山东省材料失效分析与安全评估工程技术研究中心2. 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室

摘 要：研究了JIS-SUJ2轴承钢的超高周疲劳行为及高压气相热充氢对疲劳性能的影响。结果表明,高压气相热充氢后疲劳性能明显降低,裂纹源周围"GBF"区的颗粒状特征变浅甚至消失。断口上裂纹源处缺陷尺寸及分布对疲劳寿命没有影响,疲劳寿命随着"GBF"与夹杂物尺寸比的增加而增加。充氢前后裂纹源边缘的应力强度因子范围均近似正比于裂纹尺寸的1/3次方,"GBF"裂纹扩展的门槛值正比于"GBF"尺寸的1/6次方。高压气相热充氢明显提高了氢致附加应力强度因子,估算的"GBF"裂纹尺寸的极限值与实验值能够较好地吻合。

关键词：轴承钢;超高周疲劳;夹杂物;GBF;非扩散氢;