CN102183406A - 一种加速零件表面滚动接触疲劳的实验方法 - Google Patents
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Abstract
一种加速零件表面滚动接触疲劳失效的实验方法，其主要将被测试件置于超硬压头下，根据被测试件材料的表面情况，控制压下载荷0.5-3Kg和保压时间1-3min，在被测试件上压制微缺陷，将被测试件制备成加速疲劳试样；然后将制备出的加速疲劳试件置于超硬涂层滚动接触疲劳实验机中，采用润滑油或润滑脂为润滑介质，进行常规疲劳实验，直至加速疲劳试样产生滚动接触疲劳失效。本发明能够有效地缩短疲劳失效实验中消耗时间，而且可以根据需要压制不同位置、不同尺寸或不同形状的微缺陷，观察在零件表面产生各种疲劳裂纹的扩展过程，从而获得零件接触疲劳破坏的规律，为研究其接触疲劳失效机理提供实验数据。
Description
技术领域 本发明涉及一种零件表面滚动接触疲劳失效的实验方法。
背景技术 接触疲劳破坏是齿轮和轴承等常用零件的主要失效形式之一。零件抗接触疲劳性能评价对使用者至关重要。通常使用的加速滚动接触疲劳实验方法有两种，一是提高实验速度，二是增加实验载荷。采用这两种加速疲劳实验方法要得到与实际工况条件相似疲劳实验结果都要受到极限实验速度和极限实验载荷的限制。在《一种加速超硬涂层零件滚动接触疲劳失效的实验方法》（中国专利200710062555.9）公开了一种加速超硬涂层零件滚动接触疲劳失效的实验方法，用于评价超硬涂层零件滚动接触疲劳性能及研究其失效机理。采用该专利进行滚动接触疲劳加速实验，是在润滑油中加入适当比例的超硬微粒，超硬微粒在接触区表面制造原始微裂纹，并对相对滚滑表层材料缺陷产生诱发扩展作用，制备加速疲劳试样，然后采用纯净润滑油对加速疲劳试样进行常规疲劳实验，从而缩短疲劳实验的时间，达到缩短疲劳试验时间的目的。它的不足之处是所制备的加速疲劳试样表面的微裂纹是随机产生的，不能控制缺陷产生的位置、形状和尺寸。
发明内容 本发明的目的在于提供一种既能有效节省试件疲劳试验中消耗时间又可控制产生缺陷的加速零件表面滚动接触疲劳失效的实验方法。本发明主要是通过超硬压头在零件表面压制微缺陷，制备加速疲劳试样，而缩短疲劳失效实验的时间。
本发明的技术方案是：
（1）加速疲劳试样的制备：将被测试件置于超硬压头下，根据被测试件材料的表面情况，控制压下载荷0.5-3Kg和保压时间1-3min，根据需要在被测试件上不同的位置压制一个或多个微缺陷，将被测试件制备成加速疲劳试样，并且可以通过控制超硬压头压下载荷改变零件表面微缺陷尺寸，还可以通过更换不同形状的超硬压头，获得不同形状的微缺陷。
（2）加速疲劳试样产生滚动接触疲劳失效的实验：将制备出的加速疲劳试件置于超硬涂层滚动接触疲劳实验机中，采用润滑油或润滑脂为润滑介质，进行常规疲劳实验，直至加速疲劳试样产生滚动接触疲劳失效。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、能有效缩短试样从无裂纹到裂纹萌生的时间，获得与常规疲劳实验方法疲劳行为相同的实验结果，节省疲劳失效实验中消耗时间从而节省了试样滚动接触疲劳性能评价的时间。
2、可以根据需要改变零件表面微缺陷尺寸，在零件表面不同位置压制微缺陷，还可获得不同形状的微缺陷，能够观察不同位置、不同尺寸或不同形状的微缺陷在零件表面产生疲劳裂纹的扩展过程，从而获得零件接触疲劳破坏的规律，为研究其接触疲劳失效机理提供实验数据。
附图说明
图1为本发明预制缺陷图。
图2为本发明疲劳试验2小时缺陷图。
图3为本发明疲劳试验4小时缺陷图。
具体实施方式：
实施例1：在实验室条件下，将被测试件置于显微硬度计下，设定载荷0.5kg，压下维氏硬度计超硬压头，保压3分钟，在被测试件表面压制出一个微缺陷，再选择被测试件不同位置，以相同的方法，在试件表面压制出五个微缺陷，将被测试件制备成加速疲劳试样。
在实验室条件下，将上述制备的加速疲劳试样置于超硬涂层滚动接触疲劳实验机中，采用润滑油或润滑脂为润滑介质，在超硬涂层滚动接触疲劳实验机中进行常规疲劳实验，直至加速疲劳试样产生滚动接触疲劳失效。
实施例2：在实验室条件下，将被测试件置于显微硬度计下，设定载荷1kg，压下维氏硬度计超硬压头，保压2分钟，在被测试件表面压制出一个微缺陷，再选择被测试件不同位置，以相同的方法，在试件表面压制出五个微缺陷，将被测试件制备成加速疲劳试样。
在实验室条件下，将上述制备的加速疲劳试样置于超硬涂层滚动接触疲劳实验机中，采用润滑油或润滑脂为润滑介质，在超硬涂层滚动接触疲劳实验机中进行常规疲劳实验，直至加速疲劳试样产生滚动接触疲劳失效。
实施例3：在实验室条件下，将被测试件置于显微硬度计下，设定载荷3kg，压下维氏硬度计超硬压头，保压1分钟，在被测试件表面压制出一个微缺陷，再选择被测试件不同位置，以相同的方法，在试件表面压制出五个微缺陷，将被测试件制备成加速疲劳试样。
在实验室条件下，将上述制备的加速疲劳试样置于超硬涂层滚动接触疲劳实验机中，采用润滑油或润滑脂为润滑介质，在超硬涂层滚动接触疲劳实验机中进行常规疲劳实验，直至加速疲劳试样产生滚动接触疲劳失效。
测试结果对比数据表
Claims (4)
1.一种加速零件表面滚动接触疲劳失效的实验方法，其特征在于：
（1）加速疲劳试样的制备：将被测试件置于超硬压头下，根据被测试件材料的表面情况，控制压下载荷0.5-3Kg和保压时间1-3min，在被测试件上压制微缺陷，将被测试件制备成加速疲劳试样；
（2）加速疲劳试样产生滚动接触疲劳失效的实验：将制备出的加速疲劳试件置于超硬涂层滚动接触疲劳实验机中，采用润滑油或润滑脂为润滑介质，进行常规疲劳实验，直至加速疲劳试样产生滚动接触疲劳失效。
2.根据权利要求1所述的一种加速零件表面滚动接触疲劳失效的实验方法，其特征在于：可以根据需要在被测试件上不同的位置压制一个或多个微缺陷。
3.根据权利要求1所述的一种加速零件表面滚动接触疲劳失效的实验方法，其特征在于：可以通过控制超硬压头压下载荷改变零件表面微缺陷尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种加速零件表面滚动接触疲劳失效的实验方法，其特征在于：可以通过更换不同形状的超硬压头，获得不同形状的微缺陷。
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| CN110715894A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-01-21 | 中国石油大学(华东) | 基于压痕实验的聚乙烯耐环境应力开裂测试方法及装置 |
| CN113433060A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-24 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种评价铁路机车车轮表面滚动接触疲劳性能的方法 |
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