渗碳淬火之后的18CrNiMo7-6合金钢,被赋予了高强度高耐磨性,因而广泛应用于制造机器零部件,经过渗碳热处理后的零部件表面会产生一定厚度的变质层,简称表面变质层。表面变质层的引入会大大改变材料的微观结构和疲劳性能,材料的微观结构和疲劳性能的变化对构件的表面应力集中敏感性以及构件的使用寿命有很大的影响,因此对表面变质层的微观结构以及疲劳性能进行研究意义重大。本论文主要对渗碳淬火后的18CrNiMo7-6合金钢表面变质层进行分层表征和疲劳行为进行研究。主要研究内容如下:(1)对18CrNiMo7-6渗碳合金钢表面变质层进行分层表征,包括残余应力的表征、耐腐蚀性能表征、微观组织表征以及这三者之间存在的关系。残余应力的表征主要是对不同变质层深度下的残余应力进行测量;耐腐蚀性能的表征主要是对不同变质层深度下的阻抗谱、极化曲线进行测试;微观组织表征主要是对不同变质层深度下的晶粒尺寸进行测量、组织进行研究、组织含量等进行计算;给出了残余应力、微观组织和耐蚀性之间的关系。(2)测试了18CrNiMo7-6渗碳合金钢表面变质层分层后每层的疲劳性能,得到不同变质层深度下的S-N曲线,对表面变质层分层后得到的S-N曲线进行了分析发现随着变质层深度的增加S-N曲线斜率越来越缓;对不同变质层深度下的疲劳断口进行了分析,发现随着变质层深度的增加,断裂方式由脆性断裂转变为脆-韧性断裂,韧窝尺寸越来越大;对同一变质层深度不同应力下的断口进行了分析得到应力越小疲劳扩展区越大。(3)对18CrNiMo7-6渗碳合金钢基体的疲劳微裂纹扩展进行了研究。对疲劳过程中的微裂纹进行了准原位观察得到微裂纹扩展路径和微裂纹扩展速率;对疲劳微裂纹的扩展特征进行了分析得出微裂纹扩展遇到晶界会停止扩展或转动一定的角度进行扩展。