不同表面改性对超强耐热航空齿轮钢弯曲疲劳性能影响

摘要

以超强耐热航空齿轮钢12Co14Ni6Cr5Mo4VNb圆柱齿轮为研究对象，采用高频脉冲法开展了不同表面改性齿轮弯曲疲劳性能试验研究，通过试验数据处理及轮齿失效机理分析，揭示了不同表面改性对超强耐热航空齿轮钢齿轮承载性能影响规律.研究结果表明：普通喷丸对超强耐热航空齿轮钢齿轮表面无明显强化效果，超强喷丸能够显著提高超强耐热航空齿轮钢齿轮表面残余压应力，相对于普通喷丸齿轮，超强喷丸齿轮弯曲疲劳极限提高了36.04%；超强耐热航空齿轮钢齿轮对齿面粗糙度敏感性较强，粗糙度Ra≤0.2的齿轮较粗糙度0.3≤Ra≤0.4的齿轮弯曲疲劳极限提高了16.58%；弯曲疲劳试验齿轮渗碳层近表面组织为高碳马氏体和细小弥散的颗粒状碳化物，并随渗层深度增加逐渐向超低碳板条马氏体过渡；试验齿轮失效模式均为轮齿疲劳断裂，断口上可见清晰疲劳条带，超强喷丸齿轮疲劳裂纹全部萌生于齿根圆角亚表面，普通喷丸齿轮疲劳裂纹大部分在齿根圆角表面萌生.

关键词

超强耐热钢 / 表面改性 / 残余压应力 / 弯曲疲劳 / 失效机理

基金资助

国家科技重大专项资助项目（J2019-Ⅲ-0023-0067,30104040201）; 国家自然科学基金资助项目（52075241）