20CrNiMo牙轮钻头滑动轴承材料的力学性能试验

  牙轮钻头滑动轴承副可用20CrNiMo钢和20Ni4Mo钢配对，二者经热处理以后，表面较内部材料的性能有很大的差异。为此各对20CrNiMo钢和20Ni4Mo钢的三种试样进行了力学性能测试。结果表明，滑动轴承副经渗碳热处理后表面材料比内部材料的抗压强度提高了近50%，其表面材料的应力-应变几近直线关系，破坏前没有明显的屈服变形阶段。这种表面强度硬度高、中间韧性好的特性，正好满足了滑动轴承对表面耐磨和心部抗冲击、抗振动的要求。

   牙轮钻头滑动轴承副的材料20CrNiMo钢和20Ni4Mo钢经热处理以后，表面材料的力学性能较内部材料有多大的差异，这是有关人员十分关注的问题。无论进行牙轮钻头滑动轴承的失效分析，还是进行轴承的设计和分析计算，轴承副材料的力学性能指标都是最基本的数据。尤其是进行牙轮钻头滑动轴承的有限元接触应力分析计算更是必不可少的，但至今未见这方面的报道。

   大量的现场牙轮钻头滑动轴承的失效分析和有关的试验研究表明，牙轮钻头滑动轴承的主要失效形式是滑动轴承摩擦副的粘着磨损失效和磨粒磨损失效。因此研究轴承摩擦副表面材料的力学性能是一件很有意义的工作。

   对于牙爪轴劲的材料20CrNiMo钢，选用三种方案的试样，每种方案制作了6件试样。方案1用GB228-87标准的拉伸试样^[1]，材料为钢厂供货态。方案2用图1圆筒状的试样，材料经过淬火和回火处理后，其力学性能与牙爪轴颈内部材料的力学性能相当，硬度为37-40HRC。方案3也用图1圆筒状的试样，材料经渗碳淬火热处理，要求整个筒体的筒壁必须渗透，整个试样材料的力学性能与牙爪轴颈的表面材料的力学性能相当，硬度为56-59HRC。对于牙轮材料20Ni4Mo钢，也用以上三种方案的试样，每种方案也制作6件试样。

   对上述两种材料的三种试件方案，共计六组交接班伸或压缩试样，分别在MTS材料性能试验机上测试，每组试验重复6次，对各数据进行处理，取6次数据的平均值作为材料的力学性能指标。

  20CrNiMo钢和20Ni4Mo钢方案2的典型压缩应力-应变曲线分别见图3a和3b。可见材料也没有明显的屈服流动阶段，有一定的塑性变形。从破坏的试件看，筒体的中间有鼓胀现象。20CrNiMo和20Ni4Mo钢经方案3处理后，其抗压强度较其内部材料（方案2）分别平均高出约48%和44.5%，但其弹性模量的增加不明显，分别平均增加约6.4%和6.9%。它们的应力-应变几乎成直线关系，破坏前没塑性变形阶段。

   选取20CrNiMo和20Ni4Mo钢分别为牙爪轴颈和牙轮的材料，其表面抗压强度和硬度较其心部有大幅度提高，心部材料的韧性好，能满足低速重载的牙轮钻头滑动轴承的表面耐磨和抗胶合，同时又能满足抗冲击和振动的要求。

   无锡市苏桥特种钢管有限公司0510-85362028我公司集穿孔、热轧、冷拔销售于一体，实行多元化经营战略方针，我公司占地面积200亩，拥有职工300多人（其中高级工程师20人，专业技师40，聘请专家10人），热轧机组两台，冷拔机组6台，穿孔机组2台，常年生产 φ38mm-351mm×3.5-60mm的无缝钢管，同时经营销售包钢、天钢、鲁宝、成钢、冶钢无缝钢管。
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  公司是ISO9001：2000国际质量体系认证和国家级压力管道元件制造许可注册企业，中石化、中石油、国家电力公司网上采购单位及资源市场成员单位，公司以质量和信誉在国内厂矿企业中树立了良好的形象。经过多年的积累，公司与成都无缝钢管厂、鞍山钢铁集团无缝钢管厂、包头钢铁集团无缝钢管厂、衡阳、冶钢、天津无缝管厂组建了现货销售中心，建立了良好的合作关系，是各种规格无缝钢管销售代理企业。
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   苏桥特种钢管公司经营的所有钢管全部符合国家标准，质优价低。所有进货均是厂方生产的钢管，全带原始质保书，重量支数，按厂家要求。我公司将凭借良好的信誉，优质的产品，雄厚的实力，优良的服务，低廉的价格与广大用户再展宏图，共创辉煌。 无锡市苏桥特种钢管0510-85362028我公司集穿孔、热轧、冷拔销售于一体，实行多元化经营战略方针，我公司占地面积200亩，拥有职工300多人（其中高级工程师20人，专业技师40，聘请专家10人），热轧机组两台，冷拔机组6台，穿孔机组2台，常年生产 φ38mm-351mm×3.5-60mm的无缝钢管，同时经营销售包钢、天钢、鲁宝、成钢、冶钢无缝钢管。 主营无缝钢管、小无缝钢管，小钢管 大小口径精密钢管。光亮钢管、锅炉管，合金管，高压钢管，化肥专用管 镀锌钢管，地质管，焊管，石油裂化管 不锈钢管 铜管 钛管 铝管 ，流体管 圆钢、轴承钢管石油专用0cr18ni9不锈钢管、合金管、16mn合金管、流体管、结构管等各类无缝钢管.
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