金属学报

作者：孙飞龙, 耿克, 俞峰, 罗海文

单位：1.北京科技大学冶金与生态工程学院 北京 100083；2.江阴兴澄特钢有限公司 江阴 214400；3.钢铁研究总院 北京 100081

关键词：轴承钢,夹杂物,滚动接触疲劳寿命,统计极值法,广义Pareto分布法,

基金：国家重点研发计划项目(2016YFB0300102);国家国际科技合作专项项目(2015DFG51950);中央高校基本科研业务费专项资金项目(FRF-TP-18-002C2)

以3种不同工艺工业生产的总O含量均≤6×10-6的超洁净GCr15轴承钢为研究对象，通过推力片实验测试这3种钢的滚动接触疲劳寿命并获得额定寿命(L10)和中值寿命(L50)，通过ASPEX扫描电镜获得各工艺下的夹杂物样本数据并进行统计分析，使用极值法(SEV)和广义Pareto分布法(GPD)估算出样品中最大夹杂物特征尺(CSMI)，然后将其与实测L10和L50进行对比和分析。结果表明，SEV法仅检测每个样品的最大夹杂物，无法通过其获得的CSMI来合理解释3种钢L10和L50的变化，2者之间相关性较差；而GPD法分析夹杂物时，需要对阈值尺寸以上的所有夹杂物进行表征和统计分析，可以获得夹杂物的数量密度以及不同类型夹杂物的CSMI，GPD法所预测出的最危险类型TiN夹杂物的CSMI可以合理解释L10的变化，2者之间有较好相关性，但无法据此解释L50的变化；但将总的夹杂物数量密度与TiN夹杂物最大特征尺寸相结合，能合理解释3种钢的L50差异，这是因为当更多样品失效时，裂纹萌生位置将不再仅仅局限于最危险类型夹杂物。因此，最危险类型夹杂物的CSMI与超纯净轴承钢中的早期疲劳失效的L10相关性最强，而夹杂物的数量密度对高概率的中值疲劳寿命L50也有重要影响。

来源：2020年第5期

《金属学报》期刊编辑部

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