D0I:10.13374/i.1ssn1001-053x.1992.04.023 北京科技大学学报 第14卷第4期 Vo1.14No.4 1992年7月 Journal of University of Scieace and Technology Beijing July 1992 回火温度对55 SiMn VB钢循环 应力-应变行为的影响 裘尧健， 摘要：研究了55 SiMnVB锅淬火回火状态的应力-应变行为结果表明：在280~520℃ 回火温度范围内呈应变软化，软化程度随回火温度而异，高于400℃回火，动态屈服强度陆回 火上升呈线性地下降。 关键词：国火温度，循环应力~应变，屈服强度 Effect of Tempering Temperature on Cyclic Stress-Strain Behaviour of 55SiMnVB Steel Qiu Yaojian' ABSTRACT:The stress-strain behaviour of 55SiMnVB steel after quenching and tempering has been in vestigated,The results show that 55SiMn VB steel demon- strates softening in the tempering temperature range of 280-520C,and the degree of softening is dcpendent upon tempering temperatures,When the steel is tempered above 400C,dynamic yield strength linearly decreased with increa- sing tempering temperatures, KEY WORDS:tempering temperature,cycpic stress-strain,yield strength 金属材料在循环应力的作用下，会出现循环硬化或循环软化现象，这对设计动态载荷构 件的强度甚为重要。55 SiMn VB钢作为弹簧构件，特别是用于汽车板簧，研究其在循环应力 1991-08-17收稿 材料科学与工程系(Department of Materals Science a血d Engincering) 437
第 刊 卷第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 了 。 。 ， 回火温度对 钢循环 应力一 应变行为 的影响 裘尧健 ， 摘 要 研究 了 钢 淬火 回火状态的应 力 一 应变行为 。 结果表 明 在 。 一 ℃ 回火 温度范围内呈应变软化 ， 软化程度随 回火 温度而异 ， 高于 亡 回火 ，动态屈服 强度随回 火上升呈线 性地 下降 。 关键词 回火 温 度 ， 循 环应 力 一 应变 ， 屈服 强度 目 一 户尸 一 ， 。 一 ， 住 ， 。 ， 一 ， 金属材料在循环 应力的 作用 下 ， 会出现循环硬化 或循环软化 现象 ， 这对设 计动态 载荷构 件的强度甚为重要 。 钢作为弹簧构件 ， 特别 是用于 汽车板簧 ， 研究其在循环 应 力 一 一 收稿 材料科 学与工 程系 亡 红 丸 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1992．04．023
一应变条件下的循环应力一应变行为，动态屈服强度变化等可提供构件设计者参考。 1试验材料和试验方法 研究用材料为大治钢厂生产的50mm×80mm的坯料，其成分为(%)：C0.55,Si0.87, Mn1.07,S0.016,P0.010,V0.11,B0.0015。坯料进行锻造、退火、加工成拉压试样，再 经盐浴炉加热880℃后油冷；在(280~520)℃之间每隔40℃保温1h回火后空冷，获得不同回 火温度处理的试样，经研磨在MTS908试验机上进行试验。循环应力一应变试验用增量级法 1),应变由大到小，再由小到大的程序块来控制（图1）连续进行，每次都在X-Y仪上记录 应力一应变的变化。总应变小于1.29%，频率为0.05Hz,循环数次后即可得到稳定的滞后回 线（图2）。稳定的滞后回线顶点的轨迹，就是测定的应力-应变曲线。 G ime 图1应力一时间程序图 图2稳定的带后回线 Fig.1 Stress-time program diagram Fig.2 Steady hysteresis loop 2试验结果与分析 回火温度对静态拉伸和循环应力一应变行为（动态）的影响，其结果见图3和表1。从图 3看出，在280~520℃温度区间回火，当发生微量塑性变行后，其动态应力皆低于静态应力， 动态屈服强度低于静态屈服强度（表1），表明钢发生应变软化。回火温度越低，强度越高， 抗张强度（σ）/屈服强度(。·2)比值越大，应变软化程度〔。，2'（动）/0。·2越小；随回火温 表155 SiMn VB钢静、动态屈服强度的比较 Table 1 Static and dynamic yield strength of 55SiMnVB steel 可火温度/℃ b/MPa g0.2/MPa(静) g0.2'/MPa(动)00.2'/00.2 gb/00,2 2s0 2197 1902 1746 0,918 1.155 360 2020 1841 1505 0.816 1,106 400 1716 1589 1180 0,743 1,080 440 15y0 1432 1110 0.775 1,081 480 1423 1314 1015 0.772 1.099 520 1295 1216 878 0.722 1.065 438
一应变条件下的循环应力一应变行为 ， 动态屈 服强度变化等可提供构件 设 计者参考 。 试验材料和试验方法 研 究 用材料 为大冶 钢厂 生产的 火 的坯料 ， 其成 分为 ， ， · ， · ， · ， · ， · 。 坯料进行锻造 、 退火 、 加工成拉压试样 ， 再 经盐浴炉加热 ℃ 后油冷 在 。 一 ℃ 之 间每隔 ℃保温 回火后空冷 ， 获得不 同 回 火温度处理 的试样 ， 经研磨在 试验机 上进行试验 。 循环应力一应变试验 用增量级 法 〔 ‘ ， ， 应变 由大到 小 ， 再 由小到 大的程序块来 控制 图 连续进行 ， 每次都在 一 仪上记录 应力一应变的变化 。 总应变小于 ， 频率为。 ， 循环 数次后即可得到稳定的滞后回 线 图 。 稳定 的滞后 回线顶点的轨迹 ， 就是测定的应 力 一 应变曲线 。 、 夕产、 之二‘ 入 ， 图 应 力一时间程序 图 一 爪 图 稳定 的滞 后回线 试验结 果与分析 回火温度对 静态 拉伸和循环应力一应变行为 动态 的影响 ， 其结果见 图 和 表 。 从图 看 出 ， 在 一 ℃ 温度 区 间 回火 ， 当 发 生微 量 塑性 变行后 ， 其动态 应力皆低于 静态应力 ， 动态 屈 服强 度低于 静态 屈 服强度 表 ， 表 明钢发生 应变软化 。 回火温 度越 低 ，强度越 高 ， 抗张强 度 ， 〕 屈 服强 度 ， 。 比值越 大 ， 应变软化程度〔 。 。 。 ‘ 动 ， 。 。 〕越 小 随 回火温 表 钢静 、 动 态 属 服 强度的 比较 倒 火 温 度 厂℃ 外 。 ’ 动 产 口 。 。 一 。 。 。 。 。 。 。 勺 。 叹八乙任月‘ ，。人︸“心﹄八周‘ ︺日八曰一
2000 1B00 1.0 1600 0.9 1400 2000 .4.2 120D0 0 .8 1B00 00.7 1000 0 1600 80D b 】0U 600 5La.Dyn.Temp. 1-1280 2L21 4D0 1200 400 33 -480 4 ,520 1000 200 800L 0 280,320.360400440480520 0.20.40.60.81.01.2 Tempering temperature/C e/阳. 图355 SiMnVB制的静志拉伸和循环应力-应变（动态）曲线 图1回火温度对静、动态屈服强度的彩啊 Fig.3 Static tensilc and cyclic stress-strain Fig.4 Effect of tempering temperature (dynamic)curves of 55SiMnVB steel on static and dyaamic yicld strength 度的升高，应变饮化程度随之增大，高于400℃回火，其软化程度随回火温度的升高变化很 小。这是由于所研究的材料状态的0。/0。·2比值皆小于1.2，故呈现出循环软化2)，只是比 值越大，软化程度越小而已。 动态屈服强度随回火温度的变化基本与钢静态拉伸时抗张强度和屈服强度变化相同（图 4)。280~360℃之间回火，0。，降低较缓，360~400℃降低较大；大于400℃回火呈线性地 下降，下降斜率近似于。·2的变化。这些变化主要是由于淬火马氏体在回火过程中发生组织 变化引起的后果。 弹簧钢的回火温度一般高于400℃，由上述结果可见，高于400℃回火后，屈强比、软化 程度变化很小，但回火温度高，屈服强度越低，动态屈服强度同样也降低这是设计者必须引 起注意的问题。 3结 论 (1)55 SiMn VB钢在280~520℃之间回火皆呈循环铁化，软化程度随回火温度的升高 而降低，高于400℃回火，变化不大。 (2)动态屈服强度在280~360℃之间回火变化较缓；360℃到400℃则降低较大；高于 400℃呈线性地下降，其变化倾向与抗张强度和屈服强度的变化相同。 参考文献 1王栓柱.金属疲劳。福州：福建科学技术出版社，1985：62 2 Landgraf R W,et al.Journal of Materials,1985,4(1):62 439
岁闪内 沪 兮 ‘ 一 。 ，。 遍 已 扛犷 ’ 粼 － 少－ 少一一 月 匕 一 一 艺 ， 盏义卜望 一 叫口 、 勺几，口 盛一‘ 力亏 。 · ， 斗 。 · 一 · 下心 五之 一 下 主 。 七 。 ， · 图 几 触的静 态拉 伸和 循环应 力 一 应变 动态 曲线 图搜 回火 温度对 静 、 动态 屈服 强度的影响 一 几 止 度的 升高 ， 应变软化程 度随之增大 ， 高于 ℃ 回火 ， 其软化程度随 回火温度 的升 高变 化 很 小 。 这 是由于所研究的材料状态 的， 、 ， 。 。 比值皆小于 ， 故呈 现 出循环软化 “ ’ ， 只 是 比 值 越 大 ， 软化程度越 小而 已 。 动态 屈 服强度随 回火温度的 变化 基本 与钢静态 拉伸时抗张强度和屈 服强度变化相同 图 。 。 ℃ 之 间回火 ， 。 二降 低较缓 ℃ 降低较大 大于 ℃ 回火呈线性地 下降 ， 下降斜率近似于 。 的变化 这些 变化主 要是 由于淬火 马 氏体在 回火过程 中发生组织 变 化引起的后果 。 弹簧钢 的 回火温度一般高于 ℃ ， 由上述 结果 可见 ， 高于 ℃ 回火后 ， 屈强 比 、 软化 程 度变化很 小 ， 但 回火温 度高 ， 屈 服强度越 低 ， 动态 屈 服强 度 同样也 降低这是设 计者必须引 起注意的问题 。 结 论 “ 钢 在 一 。 ℃ 之 间回火 皆呈 循环 软化 ， 软化程度随 回火 温 度 的 升 高 而降低 ， 高于 ℃ 回火 ， 变化不 大 。 动态 屈服强 度在 ℃ 之 间回火 变化较缓 ℃ 到 ℃ 则降低较 大 高 于 ℃ 呈线性地 下降 ， 其变化倾向与抗张强 度和 屈服强 度 的变化相 同 。 参 考 文 献 王 栓柱 金 属疲劳 福 州 福建科 学技术 出版社 ， ， 。 ，