组织形态对球铁曲轴疲劳特性的影响

用两根以不同工艺铸造的4JB1发动机球铁曲轴,来研究组织形态对其疲劳特性的影响。一种工艺为铸态 正火处理(以下简称正火态);另一种是铁型覆砂铸造(以下简称铸态)。两者都经机加工、氮化处理后进行弯曲疲劳试验,并从毛坯取样做力学性能和冲击试验。结果表明:尽管两者的力学性能相近,但铸态曲轴的弯曲疲劳极限远高于正火态曲轴。这是由于铸态曲轴具有细小的牛眼状石墨形态 珠光体组织,所以裂纹起裂功和扩展功都较高,在疲劳中当石墨处萌生裂纹后,包围石墨的铁素体可以使裂纹尖端钝化,有效阻止裂纹扩展;而正火态曲轴显示为球状石墨 珠光体组织,包围在石墨周围的珠光体强度较高,在与石墨交界处萌生裂纹和之后裂纹的扩展都较快,导致疲劳寿命较低。