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滚动接触疲劳实验方法与激光相变硬化对亚共析钢接触疲劳性能的影响介绍
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本文采用激光相变硬化处理亚共析钢圆环试样侧面，用 Amsler 型滚滑摩擦磨损试验机进行滚动接触疲劳实验，用光学显微镜、扫描电镜对硬化层的滚动接触疲劳失效形貌及微观组织结构进行分析，用 X 射线应力测定仪对试样侧面的残余应力、残余奥氏体含量、衍射峰半高宽等进行了测量。比较经激光相变硬化处理与未经处理的亚共析钢的接触疲劳实验结果，得出激光相变硬化处理后亚共析钢的抗接触疲劳能力显著增加，疲劳实验后的微观组织没有出现明显的塑性变形。经分析，原因主要有三点：一是相变硬化层的硬度大，不易变形；二是硬化层内的残余奥氏体在接触疲劳实验过程中既保证了韧性，又通过部分形变诱导转变为马氏体，增加了硬度；三是残余应力的存在延缓了疲劳裂纹的萌生与扩展。
滚动接触疲劳（Rolling Contact Fatigue）是滚动接触副在接触区循环应力作用下，材料表面或次表面形成裂纹并扩展失效的过程。1969 年 7 月，Littmann 等［6］发表的一篇名为“接触疲劳机制”的文章，第一次对滚动接触疲劳进行了分类。而最早对轮轨间接触疲劳进行系统研究的是 Way 等［7］，目的为了解释铁路运输在提速、重载后，出现的一些由接触疲劳引起的铁路事故。Ekberg 等［8］提出了一个工程上预测车轮滚动接触疲劳的模型，通过不同疲劳指数区别并解释了表面疲劳、次表面疲劳和起源于材料内部缺陷疲劳三种疲劳类型，分别阐述了它们的疲劳机理、影响因素及相应的预防措施。Olver 等［9］研究了表面疲劳裂纹以较小的角度向里扩展并转变为点蚀坑的过程，指出此过程伴随着材料的塑性变形。
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