金属热处理

作者：刘畅, 王东梅, 蒋宏利, 刘东, 岑耀东, 包喜荣, 陈林

单位：1.内蒙古科技大学 材料科学与工程学院, 内蒙古 包头 014010; ；2.内蒙古自治区新金属材料重点实验室, 内蒙古 包头 014010; ；3.内蒙古科技大学 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室, 内蒙古 包头 014010; ；4.鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司, 辽宁 营口 115007

关键词：热处理,稀土及微合金元素,疲劳寿命,断口分析

基金：内蒙古自治区自然科学基金(2020BS05035);内蒙古科技大学创新基金(2019QDL-B04);内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(2023QNJS036);内蒙古自治区科技重大专项(ZDZX2018024)

为深入研究添加稀土元素和微合金元素以及热处理工艺对珠光体轨钢疲劳寿命的影响,对轧态和热处理态的BG400轨钢和对比设计的微合金化稀土试验钢进行了高周疲劳试验,并对疲劳断口进行了细致的观察分析。结果表明,900 ℃×15 min奥氏体化+540 ℃×60 s等温淬火的热处理工艺显著提高了轨钢的疲劳寿命,并且微合金化稀土试验钢的疲劳性能优于BG400钢,使得S-N曲线整体向右移动。这是因为合理的热处理工艺减小了珠光体的片层间距,稀土及微合金元素的加入有效地细化晶粒,两者共同作用使得裂纹在穿越不同取向的晶粒以及片层时需要消耗更多的能量,从而达到增强抵抗疲劳裂纹扩展的能力,减小疲劳辉纹间距并减缓疲劳裂纹扩展速率的效果,显著提高了钢的疲劳寿命。

来源：2025年第3期

《金属热处理》期刊编辑部

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