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国内刊号：11-2223/N
国际刊号：1000-0054
发布日期:
作者：杨智勇, 陶源彪, 陈奕帆, 王馨冉, 杜嘉政, 李志强
单位：北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044
关键词：渗碳钢轴承套圈,滚动接触疲劳寿命,渗碳层硬度曲线,渗碳层深度,热处理工艺
基金：国家自然科学基金面上项目(52372345),中央高校基本科研业务费专项基金(2024JBZY006)
渗碳钢轴承的滚动接触疲劳寿命与渗碳层硬度及其分布密切相关，而渗碳热处理工艺决定了渗碳层的硬度分布，进而影响渗碳层深度。为延长高速列车轴箱轴承的滚动接触疲劳寿命，该文以国产G20CrNi2MoA轴承外圈为研究对象，结合试验与热处理仿真技术，系统研究了渗碳层硬度分布对外圈滚动接触疲劳性能的影响规律。首先通过滚动接触疲劳试验明确了适中的渗碳层深度是延长外圈滚动接触疲劳寿命的关键；进而结合遗传算法(GA)与BP神经网络，优化并获得了使套圈具有高滚动接触疲劳性能的渗碳层硬度曲线，其关键参数为：表层硬度693 HV，渗碳层深度1.71 mm；基于此，通过对套圈渗碳热处理工艺的GA-BP神经网络优化，提出了一种旨在实现轴承外圈长寿命的渗碳热处理工艺优化方案，并通过G20CrNi2MoA轴承外圈的渗碳热处理试验验证了其可行性，其关键工艺参数为：强渗时间16.5 h、扩散温度930 ℃、扩散时间6.54 h、扩散碳势1.05%、等温时间3.6 h。渗碳热处理工艺优化后，轴承外圈的滚动接触疲劳寿命比现有轴承外圈的寿命延长约4.7%。
来源：2026年第2期
《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部
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