氢对60Si2CrVA弹簧钢超高周疲劳性能的影响

高强度钢超高周疲劳破坏的一个主要特征是疲劳裂纹大多起源于钢中的非金属夹杂物等内部缺陷，而且通常在非金属夹杂物的周围存在一个特殊的区域，在扫描电镜下为一个粗糙的粒状亮区，在光学显微镜下观察是一个暗区。鉴于多在SEM 下分析疲劳断口，因而笔者称此区域为GBF区。GBF区的形成对高强度钢的超高周疲劳破坏行为具有十分重要的影响，因为绝大部分如超过90%甚至99%的疲劳寿命消耗在GBF区的形成上。对于GBF区的形成机制至今尚无一致的认识。但许多研究结果表明，氢可能在GBF区的形成过程中起着十分重要的作用。

　　钢铁研究总院的学者利用TDS氢热分析及超声波疲劳等试验方法研究了3种不同氢含量的超高强度弹簧钢60Si2CrVA的超高周疲劳性能。TDS分析结果表明，电解充氢样（CH样）的氢逸出曲线在低温侧有一个强的氢逸出峰，在高温侧有一个弱的氢逸出峰；淬回火样（QT样）和真空处理样（VT样）则仅在高温侧附近有一弱的氢逸出峰。3种氢含量试样的疲劳断口均以包含GBF（粒状亮区）的内部夹杂起裂方式为主。随着氢含量的增加，GBF区的面积增加而试样在109周次下的疲劳强度显著下降。