稀土对20CrMnTi齿轮钢夹杂物和疲劳性能的影响

作     者：王利 刘成宝 李浩秋 王毅 孙宗辉 刘春伟 杨超云 付志豪 Wang Li;Liu Chengbao;Li Haoqiu;Wang Yi;Sun Zonghui;Liu Chunwei;Yang Chaoyun;Fu Zhihao

作者机构：山东钢铁股份有限公司山钢研究院济南271104 山东钢铁股份有限公司莱芜分公司济南271105 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室沈阳110016 

出 版 物：《特殊钢》 (Special Steel)

年 卷 期：2024年第45卷第6期

页      面：117-124页

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主　　题：20CrMnTi齿轮钢 稀土 夹杂物变性 疲劳性能 

摘      要：为深入探究稀土(La/Ce)对20CrMnTi齿轮钢中夹杂物和疲劳性能的影响,采取多种分析测试方法对20CrMnTi和加入0.0027%稀土处理后的20CrMnTi-RE齿轮钢中的夹杂物进行分析和表征,并进行超高周疲劳试验,对比分析疲劳性能变化。结果表明,稀土可与齿轮钢中的O反应,形成稀土氧化物,并与其他CaS、MgAl_(2)O_(4)等夹杂物复合共生,成为TiN的形核核心,由CaS-MgAl_(2)O_(4)-(MnS)-TiN的复合相转变为CaS-MgAl_(2)O_(4)-(MnS)-RE_(2)O_(3)^(-)TiN复合相。加入稀土后,20CrMnTi钢中夹杂物数量显著降低,尺寸30μm的夹杂物基本消失。此外,稀土改善了齿轮钢的抗疲劳性能,在10~7周次,50%的失效概率条件下,加稀土的齿轮钢的疲劳极限比未加稀土的齿轮钢高26.6MPa,具有更优的抗疲劳性能。