42CrMo钢高频感应淬火及回火对组织及硬度的影响

采用高频感应加热对42CrMo活塞杆进行表面淬火,然后对其进行200℃×2 h回火。采用VHX-600K金相显微镜和HXD-1000硬度仪对其进行组织观察和硬度分析。结果表明,42CrMo经高频感应加热表面淬火以及淬火+回火工艺处理后,淬硬层为马氏体组织,过渡区为马氏体与回火索氏体的混合组织,基体为回火索氏体。两种处理条件下淬硬层的深度分别为1.9、1.8 mm,平均硬度分别为435、415 HV0.1,可满足实际要求。     

中频感应淬火及回火对45Mn钢组织和硬度影响

本文研究中频感应淬火及回火对45Mn钢棒组织和硬度的影响。研究表明:45Mn钢经过中频感应淬火后,从表面到心部分别为淬硬区、过渡区和热影响区,淬硬区为细密均匀的针状马氏体,过渡区为淬火马氏体+屈氏体,热影响区为屈氏体+珠光体。中频感应回火后,淬硬区为回火索氏体,过渡区为回火索氏体+珠光,心部热影响区为索氏体+珠光体以及沿晶界分布的网状铁素体。870℃淬火时淬硬区宽度为8.7 mm,过渡区宽度为6.2 mm,经550℃回火后淬硬区与过渡区宽度变化不明显。     

45钢激光相变硬化和感应加热表面淬火硬化后的组织和性能

采用光学显微镜、电化学工作站和力学性能测试等对45钢在激光相变硬化和感应加热表面淬火两种不同淬火方法下的淬硬层组织、导电性能、耐腐蚀性能进行了对比分析。结果表明:经过激光相变硬化处理过的45钢试样导热性要低于感应加热表面淬火试样,而经过表面淬火处理的试样导热性明显低于未经过处理的试样;在相同扫描速度4 mm/s下,感应加热表面淬火试样的淬硬层深度远大于激光相变硬化试样的淬硬层深度,淬硬层组织分布相对弥散,马氏体转化率较低,激光相变硬化试样淬硬层组织晶粒相对细小,淬硬层较薄,转化马氏体组织较为均匀;同时激光相变硬化试样的腐蚀程度小于感应加热表面淬火试样,而感应加热表面淬火试样腐蚀后的硬度值及强度不如前者,总体而言,激光相变硬化试样的淬火效果要优于感应加热表面淬火试样的淬火效果。     

砂轮粒度、砂轮转速对42CrMo钢磨削淬硬层的影响

在MM7132平面磨床上对正火态的42CrMo钢进行了磨削淬火试验,研究了砂轮粒度及砂轮转速对淬硬层深度及组织的影响。结果表明:磨削深度在0.1～0.6 mm变化时,砂轮粒度对淬硬层深度影响不明显,砂轮转速由1500 r/min增加至3000 r/min过程中,磨削淬火的工艺稳定性得到提高。磨削淬火后,42CrMo钢的完全淬硬区显微硬度为510～850 HV,完全淬硬区由细小的板条状马氏体组成,过渡区由马氏体、铁素体、珠光体以及回火索氏体组织组成。     

国产75Cr1锯片钢热处理工艺研究

对国产75Cr1锯片钢进行800、840、860℃油淬再进行420、440、460℃回火处理试验。利用光学显微镜观察不同淬火温度下脱碳层形貌及淬火回火后的组织,分别用万能材料试验机、洛氏硬度仪测试材料的拉伸性能和硬度。结果表明,随淬火温度的增加脱碳层深度增加;经不同温度淬火+460℃回火,组织主要为回火屈氏体及部分颗粒状回火索氏体,但800℃时,组织还出现了一定量的非回火马氏体组织,硬度较低,在840℃淬火硬度最高。试验钢经840℃淬火后,随回火温度的增加,组织依次由回火马氏体转变到回火马氏体+回火屈氏体,再到回火索氏体,强度和硬度逐渐降低,塑性相应提高。国产75Cr1钢最佳热处理工艺为840℃(保温10 min)油淬+440℃(保温60 min)回火。     

热处理对30CrMo锯片用钢组织及力学性能的影响

对轧制态30CrMo锯片用钢在830～890℃范围内保温10 min油淬后,在380～500℃温度范围内保温60min后水冷处理。采用光学显微镜、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其金相显微组织、硬度、冲击韧性等。结果表明:淬火组织为淬火马氏体+残余奥氏体;随着淬火温度的升高,淬火马氏体组织数量增多,尺寸长大;硬度随淬火温度的升高由830℃的48 HRC逐渐提高到890℃的54 HRC。随着回火温度的升高,试样的组织由淬火马氏体逐渐转化为回火马氏体、回火马氏体+回火屈氏体、回火马氏体+回火索氏体组织;硬度逐步降低,韧性相应提高。最佳热处理工艺为860℃(保温10 min)淬火+440℃(保温60 min)回火。     

激光淬火处理后半高速钢的组织及性能

采用横流CO₂激光器对半高速钢5Cr5MoSiV表面进行了激光淬火试验,并对淬硬层组织及性能做了研究。结果表明,半高速钢激光淬火层主要分为4个区域：完全淬火区,不完全淬火区,过渡区和基体。完全淬火区的显微组织为马氏体+残留奥氏体+少量碳化物。淬硬层显微硬度比基体显微硬度提高了1.5倍。激光功率与扫描速率的改变对淬火后的表面硬度影响较小,但功率或扫描速率的改变会对淬硬层深度产生明显影响。     

热处理对75Cr1锯片用钢组织及性能的影响

对轧制态75Cr1锯片用钢在800~880 ℃进行油淬并在400~480 ℃进行回火,采用光学显微镜、万能力学性能试验机、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其显微组织、力学性能变化规律。结果表明,淬火试样组织为马氏体+残留奥氏体;随着淬火温度的升高,马氏体组织不断粗化;硬度随淬火温度的升高由800 ℃的59 HRC逐渐提高到880 ℃的68 HRC。随着回火温度的升高,试样组织由淬火马氏体转化为回火马氏体、回火马氏体+回火索氏体组织;强度、硬度逐步降低,而塑性、韧性相应提高。最佳热处理工艺为840 ℃（保温20 min）淬火+460 ℃（保温60 min）回火。     

对淬硬层有特殊要求的曲轴中频感应热处理

6R22HF柴油机曲轴(42CrMo4V制,主要尺寸见图1),预先经调质处理,加工后对主轴颈及连杆轴颈进行感应加热表面淬火。淬火质量要求:表面硬度为HRC55±5;淬硬区的形状和深度见图2(按照ISO3754规定的维氏硬度法测定,a、b、C点硬度为450HV_5);淬硬层显微组织,表面为细针状马氏体,过渡区为屈氏体+马氏体。为达到上述硬化层形状及金相组织要求,我们通过工艺试验取得成功,并得到国家船检部门的认可。     

三代轮毂轴承法兰内圈的感应淬火工艺

研究了感应加热淬火工艺参数对轮毂轴承法兰内圈淬火硬化层和组织的影响。结果表明,随着感应加热总能量的提升,淬硬区宏观轮廓逐渐增大,淬硬层深度加深;内圈淬硬区表层及次表层正常组织为细针马氏体+板条马氏体,淬火加热总能量过高会导致表层过热而形成粗针马氏体,甚至过烧;过渡区正常组织为细针马氏体及少量的铁素体+屈氏体,淬火加热总能量过低会导致过渡区形成大量的屈氏体组织,同时残留铁素体量也会增多。感应淬火加热功率180 kW,加热时间5.4 s为最佳的工艺参数。     

50CrV钢螺丝刀刃口的激光淬火工艺优化与组织性能特征

为提高螺丝刀头刃口硬度与耐磨性,延长其使用寿命,在已做激光淬火薄壁件预试验基础上,采用大功率光纤耦合半导体激光器于螺丝刀刃口上进行激光淬火试验。利用光学显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验仪等试验测试仪器,分析刃口激光淬火区域组织形态特征、显微硬度及耐磨损性能,确定螺丝刀刃口激光淬火可行的工艺参数。试验结果表明:激光淬火后刃口由完全淬透区、过渡区、基材3部分组成,完全淬透区显微组织为针状马氏体与残留奥氏体,过渡区由马氏体与回火索氏体组成。刃口激光淬火合理工艺参数为激光功率600 W、扫描速度900 mm/min。激光淬火后刃口截面平均硬度为805.7 HV0.3,相对淬火前提高了177.4 HV0.3,表层硬度值达到816.7 HV0.3,相对淬火前提高了188.4 HV0.3。淬火后刃口表面磨损量为0.5 mg,为基材磨损量的27.8%,稳定摩擦因数为0.25,为基材稳定摩擦因数的65.8%。激光淬火工艺能有效提高螺丝刀刃口的显微硬度与耐磨性,可用于螺丝刀刃口表面性能强化。     

感应淬火对42CrMo钢曲轴连杆轴颈组织性能的影响

采用OM、SEM、X射线应力分析、力学性能测试等手段,分析了感应淬火处理对42CrMo钢曲轴连杆轴颈截面组织和残余应力的影响,探讨了不同淬火功率对淬硬层形貌、显微组织和力学性能的影响。结果表明,42CrMo钢曲轴连杆轴颈截面由淬硬层、过渡层和基体3部分组成,淬硬层组织为均匀细小的马氏体,过渡层组织为马氏体和回火索氏体的混合组织,基体组织为回火索氏体。经感应淬火处理,42CrMo钢曲轴连杆轴颈表面残余应力由拉应力变为压应力,随着感应淬火功率的增加,淬硬层深度增加,组织不断细化,当感应淬火功率为2500 W,组织最为均匀细小,表面硬度达到了751.3 HV0.1,耐磨性大幅提升;但是淬火功率过高会导致组织粗化,当感应淬火功率为2600 W时,组织有所粗化,硬度也有所降低。     

光纤激光淬火对凸轮用45钢表面磨损性能的影响

为了提升凸轮表面耐磨性,采用YLS-4000型光纤激光器通过不同的激光功率对基体材料45钢表面进行激光淬火。通过SEM观察激光淬火前后材料表面和界面形貌,金相显微镜观察组织形貌,通过HVS-1000A型显微硬度仪测试了试样表面硬度,并测试了试样的摩擦因数和磨损形貌。结果表明:淬火层界面显微组织为淬火马氏体及少量残余奥氏体,在激光功率1 000~1 800 W时分别获得淬硬层深度为0.3~0.8mm的单道热影响区;淬硬层硬度分布基本均匀,平均硬度约为547~765HV,比基体硬度提高了2~3倍,激光淬火后组织细化和形成大量马氏体是硬度提高的主要原因;在一定激光功率范围内(1 200~1 800 W),激光淬硬层的抗磨损性能比基体有较大的提升,且当激光功率为1 600 W时能获得最佳的磨损性能。     

碳钢及合金钢搭接激光淬火回火软化特征

进行了459、Cr2Mo和W18Cr4V钢多道搭接激光淬火实验,结果表明,激光淬火表面都存在搭接区的回火软化现象,45钢软化区宽度最大,W18Cr4V钢软化区宽度最窄。在搭接回火区,45钢组织主要为回火索氏体和和少量回火马氏体,9Cr2Mo钢的主要为回火马氏体、索氏体和少量碳化物,而W18Cr4V的组织由针状马氏体和少量的粒状碳化物构成。根据马氏体回火过程中的碳原子扩散特征,分析和计算了碳扩散激活能和回火时间对马氏体组织的影响。     

聚变堆用CLAM钢激光焊接接头显微组织及性能

对聚变堆用CLAM钢进行了激光焊接试验,并对接头进行740℃/1 h焊后回火处理,分别对热处理前、后接头的显微组织及性能进行了研究.结果表明,获得了成形良好、无缺陷的焊接接头;焊态下,焊缝由淬硬的板条马氏体和大量的δ铁素体组织组成.完全淬火区由板条马氏体和极少量的δ铁素体组成,其硬度高达545 HV;焊后热处理使焊缝及完全淬火区的板条马氏体分别转变为碳化物弥散分布的回火马氏体和回火索氏体组织.显著降低了接头的淬硬程度,最大硬度仅比母材高约15%;焊后回火热处理前、后接头的抗拉强度均高于基体母材,虽然焊后热处理使接头强度有所降低,但仍达到原始母材的98%以上.     

GCr15钢表面激光淬火的组织与性能

利用HL-1500无氦横流CO2激光加工机对GCr15钢表面进行激光淬火处理。采用SSX-550型扫描电子显微镜(SEM)、XJL-02A立式金相显微镜(OM)、DMH-2LS努氏显微硬度计、ML-10滑动摩擦磨损试验机和ZF-3恒电位仪等设备对不同功率下相变硬化层的显微组织及性能进行研究。结果表明:相变硬化区的组织为细小针状马氏体和少量球状碳化物,过渡区的组织为马氏体、残留奥氏体、铁素体和碳化物;试样的硬化层硬度比基体提高了2.2～3.5倍,当激光功率为1050W时,硬化层深度最大,可达0.7mm,耐磨性比基体提高3倍,耐蚀性也显著提高。     

Cr含量对HRB400E钢筋组织性能的影响

通过金相组织观察、硬度和拉伸试验测试, 分析了Cr含量对HRB400E热轧带肋钢筋组织和力学性能的影响。实验结果表明: 高Cr钢淬透层深, 过渡层厚度、回火索氏体区域厚度均大于低Cr钢; 高Cr钢芯部与回火区域硬度亦大于低Cr钢, 且低Cr钢的过渡层不明显; 控冷钢筋的力学性能与回火索氏体区的比例、钢筋芯部的组织有关。     

激光淬火对高速动车组EA4T车轴钢组织和性能的影响

为提高EA4T车轴钢的表面硬度和耐磨性能,采用激光淬火对调质态车轴进行表面改性。利用扫描电镜、显微硬度计、纳米压痕仪等对激光淬火层的微观组织、相变层深度和硬度进行了详细的表征。结果表明:EA4T车轴钢表面经过不同工艺激光淬火后,相变层内的淬火组织主要由细小的板条马氏体和粒状贝氏体组成,其深度根据工艺不同从100 μm到800 μm不等,并呈现随淬火功率的增加和扫描速度减小,相变层深度逐渐增加的趋势。淬火相变层区域内,车轴钢的显微硬度基本保持在450 HV0.2左右,约为基体硬度的2倍,耐磨性显著提高。由于淬火道次之间搭接的原因,淬火层呈现波形分布,其中波谷马氏体含量高于波峰位置,因此其硬度明显高于波峰处。     

30CrNi2MoVA钢激光相变硬化技术

研究了30CrNi2MoVA钢激光淬火后淬硬层微观结构特征及工艺参数对硬化层深度和硬度的影响。结果表明,激光淬火硬化层依其组织特征,分为完全淬硬层、过渡层和热影响层;硬化层深度随着激光功率的升高和扫描速度的减小而逐渐增加,表面硬度则存在一个极大值。     

回火温度对Q890高强钢组织和性能的影响

研究了回火温度对经一定温度淬火后的Q890高强度钢组织和力学性能的影响。结果表明,从920℃淬火并于200～700℃回火时,随着回火温度的升高,Q890钢的淬火马氏体逐渐转变为回火马氏体、回火托氏体及回火索氏体,硬度总体呈下降趋势;600℃回火后,Q890钢的组织主要为回火托氏体,硬度为35HRC。此外,经从920℃淬火和600℃回火的5～25mm厚Q890钢板的屈服强度均大于900MPa,-40℃的冲击韧度均大于45J。