变形对18CrNiMo7-6渗碳钢显微组织与残余应力的影响

作者：王刚; 李俊昊; 桑香港; 张悦; 李豪^*

来源：钢铁, 2023, 58(10): 120-130.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20230149

• 变形
• 18CrNiMo7-6渗碳钢
• 显微组织
• 残余应力
• 位错密度

为了掌握18CrNiMo7-6渗碳钢受到载荷作用时的变形行为，提高材料性能，确保关键构件的可靠性与服役安全，开展了轴向压缩与拉伸变形试验，对变形试样晶体取向与微观界面的变化进行分析，并测量试样表层残余应力，研究变形过程中微观结构变化对残余应力的影响机制，了解18CrNiMo7-6渗碳钢变形后的显微组织、残余应力大小与分布情况。试验结果表明，在变形过程中，随着外加载荷的增加，试样渗碳层区产生位错运动，导致核平均取向差与位错密度增加，晶粒细化，小角度晶界所占比例增加；马氏体在滑移系{111}〈110〉的取向主要为软取向，容易产生滑移。18CrNiMo7-6渗碳钢在淬火过程中，由于奥氏体向马氏体转变使渗碳层区产生不均匀的残余压应力场。残余压应力沿深度方向的整体分布趋势是先逐渐增加后逐渐降低，在距表面深度约900μm处达到最大值(-224.65 MPa)。轴向变形未对残余应力沿深度方向的整体分布趋势产生影响。当试样变形量为-0.25%、-0.50%和-0.75%时，表面轴向残余应力分别松弛了3.3%、4.9%和18.9%;变形量为0.25%、0.50%和0.75%时，表面轴向残余应力分别松弛了1.3%、14%和27%。研究结果表明，当施加应力与残余应力的矢量和超过材料表面的局部弹性极限时，会产生局部塑性变形，引起位错密度变化，进而导致残余应力松弛。塑性变形量越大，残余应力松弛越明显。

• 单位
  郑州大学