On the Microstructure and Properties of a High Al‐Alloyed 100Cr6 Steel
On the Microstructure and Properties of a High Al‐Alloyed 100Cr6 Steel
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高铝合金100Cr6钢的组织与性能
DOI：
10.1002/srin.201500068
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发表时间：
2015
影响因子：
2.2
通讯作者：
W. Bleck
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. D. Bambach;A. Stieben;W. Bleck
高性能部件（例如风力转换器的齿轮箱中的轴承）的宏观失效通常是由微观尺度上发生的效应引起的，例如，裂纹在非金属夹杂物处萌生。这些部件的故障导致高维护成本。这项工作的重点是修改标准轴承钢100Cr 6的化学成分，以提高其应变硬化潜力，从而提高其损伤容限，同时保持清洁度。Al合金化用于调整强化机制的适当组合。膨胀和金相分析进行，以确定所设计的合金的相变行为和显微组织成分。特别注意κ相的形成和形态，这是一种Fe 3AlC相，有助于材料的应变硬化潜力。在几种热处理状态下测定其机械性能，并与传统的100Cr 6钢进行比较。结果表明，κ-相可用于定制局部塑性变形过程中的应变硬化潜力，从而降低夹杂物处的应力集中。
Macroscopic failure of high‐performance components such as the bearings in a gearbox of wind converters is usually caused by effects occurring on a microscopic scale, e.g., crack initiation at non‐metallic inclusions. Failure of these components leads to high maintenance costs. This work focuses on modifying the chemical composition of the standard bearing steel 100Cr6 in order to increase its strain‐hardening potential, and thus its damage tolerance while maintaining the degree of cleanliness. Al alloying is used to adjust a suitable combination of strengthening mechanisms. Dilatometric and metallographic analyses are performed to identify the phase transformation behavior and the microstructure constituents of the designed alloy. Special attention is paid to the formation and morphology of the κ‐phase, a Fe3AlC‐phase which contributes to the strain‐hardening potential of the material. The mechanical properties are determined at several heat‐treatment states and compared to the ones of conventional 100Cr6 steel. It is shown that the κ‐phase may be used for tailoring the strain‐hardening potential during local plastic deformation, and thus reduce stress concentrations at inclusions.
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