接头钢材初选及对比试验：2.4型号优化方案

从接头的热处理工艺试验结果来看，除30SiMn2MoV以外，几种钢均具有较相似的性能变化规律。经过适当的调质热处理，均能较好地满足接头的性能要求。实际解剖结果表明，经过正确的热处理，36CrNiMo4和4140H均可得到较好的性能。因此以下仅对国内钢种40CrNiMo和40CrMnMo进行对比试验。

图4 40CrMnMo回火温度-性能变化曲线

图5 30SiMn2MoV回火温度-性能变化曲线

两种材料先经850℃淬油+600℃回火2h，然后按有关标准加工CVN冲击试样、旋转弯曲疲劳试样和断裂韧性试样进行试验。

2.4.1 系列温度—韧性试验

系列温度-韧性试验结果如图6所示。

从试验结果来看，在试验条件下，40CrNiMo和40CrMnMo钢的室温冲击功及上平台能基本一致。从低温冲击功来看，40CrNiMo较高，断口形貌转化温度FATT₅₀＜-80℃；40CrMnMo钢的低温冲击功较低，断口形貌转化温度FATT₅₀约为-36℃。

40CrNiMo钢的低温韧性较高是由化学成分决定的。40CrNiMo含有1.5%左右的镍，使其韧性尤其是低温韧性大幅度提高。

2.4.2 旋转弯曲疲劳试验

旋转弯曲疲劳试验结果如图7所示。(www.xing528.com)

从图7可见，在试验条件下，40CrMnMo和40CrNiMo的弯曲疲劳强度σ_-1相近。

一般认为，钢的疲劳强度与抗拉强度有一定的对应关系。在试验条件下，40CrMnMo和40CrNiMo两种材料的抗拉强度较为接近，这就决定了其疲劳强度也必然基本一致。

2.4.3 断裂韧性试验

断裂韧性试验结果见表2。

从试验结果来看，在试验条件下，40CrMnMo钢的启裂韧性和裂纹扩展抗力稍高于40CrNiMo钢。

图6 40CrNiMo与40CrMnMo系列温度-冲击试验结果比较

图7 40CrMnMo与40CrNiMo旋转弯曲疲劳性能比较

表2 J积分试验结果