提高2Cr13馬氏體不銹鋼疲勞強度的工藝研究

疲勞斷裂事故在國內(nèi)外經(jīng)常發(fā)生，對于在溫度不很高的情況下，如何提高疲勞壽命，具有一定的經(jīng)濟和社會效益。當(dāng)前提高機械零件疲勞壽命的途徑很多，如改進零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，改進熱處理工藝，以及機械強化等等。針對零件的使用或失效的具體情況，采取這些措施都是行之有效的。

結(jié)構(gòu)上的改進改善了應(yīng)力分布，降低了使用應(yīng)力，可以提高疲勞壽命，但隨著功率的不斷增大，為了提高效率，減少機械尺寸，零件的應(yīng)力也大幅度增加，因此提高力學(xué)性能，特別是提高抵抗疲勞破壞的能力是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要課題。故對馬氏體不銹鋼2Cr13原熱處理工藝進行改進，化學(xué)熱處理強化(氮化)的疲勞強度對比表明：采用這些強化工藝，對提高2Cr13鋼的疲勞抗力有明顯效果，可以用作汽輪機葉片、食品機械和醫(yī)療器械等。

試樣處理狀態(tài)如下：

(1)原熱處理工藝：鍛造→退火→機加工→淬火(980±5℃，油冷)→650℃回火→磨削加工及開缺口。

(2)改進的熱處理工藝：鍛造→退火→機加工→(980±5)℃油冷→500℃回火→磨削加工及開缺口。

(3)氮化氮化工藝；測得氮化試樣的滲層深度為0.28～0.30mm，滲層硬度843HV0.01。

適當(dāng)降低回火溫度可以提高2Cr13馬氏體不銹鋼的硬度和疲勞性能。采用氮化工藝，使抗腐蝕性、耐磨性提高，彎曲疲勞性能提高幅度特別顯著，這與表面產(chǎn)生大為有利的殘余壓應(yīng)力以及被強化表層的氮化物組織有關(guān)。提高馬氏體不銹鋼的硬度和疲勞性能具有重要的實際意義，但必須考慮其他性能(耐腐蝕性、消振性)以及與此配合處的其他零件性能的影響。馬氏體不銹鋼的硬度和疲勞性能提高為大功率零件的設(shè)計與制造提供了重要依據(jù)。