航空齿轮钢C69高温渗碳后的组织性能

通过OM、SEM、TEM以及显微硬度计等设备研究了1050 ℃下不同渗碳工艺对航空齿轮钢C69组织及性能的影响。结果表明,经渗碳、深冷和回火处理后,渗碳层表层的显微硬度最高可达约950 HV0.3,组织为针状马氏体,马氏体上观察到M₃C、M₂C碳化物,晶界处有M₇C₃碳化物分布,次表层组织为针状马氏体和板条马氏体,心部显微硬度约为630 HV0.3,组织主要为板条马氏体。循环渗碳的渗碳效率更高,随循环次数增加,试验钢的表面碳含量和渗碳层深度不断提高,且晶界处M₇C₃尺寸和数量逐渐增加。4次循环渗碳的表面碳含量为1.14%,渗碳层深度约为3.0 mm。     

柴油机凸轮轴可控气氛渗层的热处理模拟及验证

利用Dante软件对柴油机中关键零部件凸轮轴的渗碳淬火过程进行数值模拟。研究了凸轮轴在渗碳淬火过程中的碳浓度分布规律、组织分布、硬度大小,并进行了试验验证。结果表明,凸轮轴渗碳层由表面向内部,碳浓度逐渐下降呈梯度分布。渗碳层的表层组织为回火马氏体,心部组织为贝氏体。渗碳层的表层硬度较高,心部硬度较低。经试验验证,模拟结果与试验结果相吻合,可以用来指导现场生产。     

合金元素的变化对20MnCr5钢齿轮渗碳淬火后性能的影响

为探究合金元素变化对渗碳淬火齿轮性能的影响规律,以20MnCr5低碳合金钢制齿轮为研究对象,利用JMatPro软件计算得到两种含不同合金元素的20MnCr5钢的材料性能参数;基于有限元方法开展齿轮渗碳淬火模拟分析,根据实际热处理工艺路线,建立渗碳淬火过程的数学模型,通过COSMAP软件模拟了齿轮的渗碳淬火热处理工艺过程,对比分析合金元素变化对渗碳淬火20MnCr5钢齿轮的温度场、组织场和硬度场的作用结果。研究表明,模拟值与试验值具有较好的一致性。温度场和渗碳层对合金元素含量的变化反应不明显,而渗碳淬火后的组织分布和硬度分布受C、Mn、Cr、Al等合金元素变化的影响较大。     

渗碳方法对滚珠丝杠轴组织与性能的影响

对含0.18%C、1.21%Mn和1.06%Cr(质量分数)的16MnCr5钢滚珠丝杠轴分别于930℃进行了以氮-甲醇作介质的气体渗碳和以乙炔作介质的真空渗碳。渗碳后分别油淬和气淬,并180℃回火。检测了渗碳层和基体的微观组织、硬度以及至表面以下550 HV1处的深度。结果表明:采用两种方法渗碳随后淬火和低温回火的滚珠丝杠轴渗层组织均为细小的高碳马氏体和少量残留奥氏体,表面硬度高于700 HV1;气体渗碳层有12～20μm深的内氧化层,真空渗碳层基本没有内氧化;与经气体渗碳的滚珠丝杠轴相比,真空渗碳的丝杠轴基体含有少量铁素体,导致其硬度较低,外圆面、滚道和凸缘等部位的硬化层更均匀。     

16MnCr5钢凸轮轴的渗碳淬火

16MnCr5钢凸轮轴需要进行渗碳和淬火处理,技术要求为:渗层深度1.7～2.1mm,淬火后表面硬度60～64 HRC,0.1 mm、0.4 mm深度处硬度700～840 HV1。渗碳淬火工艺为:935℃在1.05%C碳势的气氛中保温12.5 h,然后在0.85%C碳势的气氛中保温2 h;淬火温度为850℃,淬火方式为60℃油冷,渗碳、淬火设备为FBQ渗碳炉。通过改变装炉量、调整装炉方式和淬火油的搅拌烈度以及更换淬火油品种等方法,使凸轮轴经渗碳、淬火后质量达到了要求。     

凸轮轴用16MnCr5渗碳钢热处理组织及性能研究

分析研究了凸轮轴用16Mn Cr5渗碳钢热处理工艺及其组织与性能。结果表明,16Mn Cr5钢按设计的渗碳,淬火回火工艺处理后,表面至心部碳浓度及硬度呈现平缓下降的趋势,未出现突变的状况,渗层和心部组织、渗碳层深度、表面硬度及冲击功值达到了某型号凸轮轴的技术要求。     

等离子渗碳提高TiAl基合金耐磨性

研究了等离子渗碳处理对Ti-46．5Al-1．0V-2．5Cr(原子分数)合金耐磨性的影响。分别用OM、GDS、 XRD分析了渗碳层的显微组织、化学成分及组成相,并测试了其显微硬度和耐磨性。结果表明:经等离子渗碳处理后,TiAl基合金表面形成以Ti2AlC为主的渗碳层,该渗层与基体结合牢固;渗碳层成分由表及里呈梯度分布;表面显微硬度可达871 HV,是基体材料的近2倍,表面耐磨性也得到显著提高。     

等离子渗碳提高TiAl基合金耐磨性

研究了等离子渗碳处理对Ti-46．5Al-1．0V-2．5Cr（原子分数）合金耐磨性的影响。分别用OM、GDS、XRD分析了渗碳层的显微组织、化学成分及组成相，并测试了其显微硬度和耐磨性。结果表明：经等离子渗碳处理后，TiAl基合金表面形成以Ti2AlC为主的渗碳层，该渗层与基体结合牢固；渗碳层成分由表及里呈梯度分布：表面显微硬度可达871HV，是基体材料的近2倍，表面耐磨性也得到显著提高。     

20Cr2Ni4A齿轮钢高温渗碳工艺研究

对20Cr2Ni4A齿轮钢的高温渗碳工艺进行了研究,并对其显微组织、硬度梯度、晶粒度等指标进行了测试。结果表明,20Cr2Ni4A齿轮钢在高温渗碳后油淬及高温回火后的显微组织为回火马氏体加少量残留奥氏体,并在渗层表面弥散分布有碳化物颗粒,渗层表面硬度达58~62 HRC。高温渗碳后奥氏体晶粒度可达到8级,显著提高了渗碳效率。     

20Cr2Ni4A齿轮钢高温渗碳工艺

对20Cr2Ni4A齿轮钢的高温渗碳工艺进行了研究,并对其显微组织、硬度梯度、晶粒度等指标进行了测试。结果表明20Cr2Ni4A齿轮钢在高温渗碳后油淬及高温回火后的显微组织为回火马氏体加少量残留奥氏体,并在渗层表面弥散分布有碳化物颗粒,渗层表面硬度达58~62 HRC。高温渗碳后奥氏体晶粒度可达到8级,显著提高了渗碳效率。     

激光熔化沉积300M超高强度钢的显微组织

利用OM和SEM分析了激光熔化沉积快速成形300M钢薄板的显微组织,测试了硬度随沉积高度的变化规律.结果表明:薄板状试样具有细小、均匀的胞状树枝晶组织,其显微组织随沉积高度增加变化显著,底部为贝氏体及马氏体回火组织,中、下部为无碳化物贝氏体 岛状马氏体/奥氏体(M-A)组织,中、上部为马氏体和贝氏体的混合组织;试样宏观硬度沿沉积增高方向呈台阶状变化,3个硬度平台区分别对应于上述3种不同的显微组织.试样显微组织及硬度随沉积高度的变化是由于激光熔化沉积过程中不同沉积高度处的材料经历的快速非稳态热循环历史不同,从而发生不同的固态相变过程所致.     

Effect of deep cold treatment on two case hardening steels

Although cold treatments have been used to reduce the retained austenite in the cases of carburised steel for many years, there is little data on deep cold temperatures below -70℃ or treatment times longer than an hour or two. This study set out to determine the effects of such deep cold treatments at temperatures -150℃ for 24 h. The study investigated the effects of deep cold on the microstructure, hardness profile, residual stress and internal oxidation on two typical carburising steels, 16MnCr5 and 21NiCrMo2. The study found that for both 16MnCr5 and 21NiCrMo2 carburised to a case depth of approximately 0.8 mm, the longer and colder the deep cold treatment, the more the austenite retained in the case was converted to martensite and the harder it became. After low temperature tempering, the hardness difference was smaller, but still significant. In both steels, the case appeared more refined and homogeneous after deep cold treatment. Deep cold treatment had a negligible effect on the core properties of either steel.     

低碳高强耐磨铸钢NMZ1的热处理

为开发适用于轮船离心泵叶片的优质钢种,兼顾其强韧性、耐磨蚀性和可焊性要求,研制了低碳、高硅含量的新型高强耐磨铸钢NMZ1,并优化了其热处理工艺.显微分析与力学性能试验结果表明,NMZ1耐磨钢经分级淬火(1000 ℃完全奥氏体化,油淬5 s至350 ℃保温1.5 h后空冷至室温)处理后,组织为均匀细密的针状贝氏体和马氏体混合组织,其硬度、拉伸强度和冲击韧性均较高,综合力学性能良好.     

P92钢的微观组织和硬度

利用布氏硬度计、光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了不同回火温度下P92钢的微观组织和硬度变化。结果表明,P92钢正火组织主要由马氏体、残留奥氏体和M23C6析出相组成,回火后温度升高到600℃时残留奥氏体才全部完成分解。低于400℃回火时因马氏体板条结构和位错组态没有明显变化,并且M23C6析出量也较少,硬度基本保持稳定;500℃回火时因亚晶强化和细小M23C6沉淀强化,硬度有所提高;继续升高回火温度,因马氏体发生高温回复,位错密度降低,M23C6也逐渐发生熟化,强化效果减弱,导致P92钢硬度逐渐降低。     

两相区轧制后低碳中锰钢中残留奥氏体在单向拉伸过程中的演变行为

通过对轧制后低碳中锰钢薄板在不同预拉伸变形量下的组织进行了分析,并研究了单向拉伸过程中残留奥氏体组织演变的规律。试验结果表明,残留奥氏体向马氏体的相变主要发生在局部塑性变形阶段即屈服阶段,屈服阶段结束后,组织中的残留奥氏体基本全部转变为马氏体,试样进入均匀塑性变形阶段。拉伸过程中位错在局部的大量堆积和逐步迁移,在宏观上表现为吕德斯带的产生和移动,导致局部区域组织中的残留奥氏体发生相变,并且这种现象大多是沿着轧制方向进行的,并不会重复发生。     

深冷处理后低碳马氏体的形态和回火特性研究

采用金相、扫描电镜、原子力显微镜等手段,观察研究深冷处理对16Mn钢低碳马氏形态和回火特性的影响,结果表明：深冷处理引起马氏体微分解和超低细碳化物核心形成,使马氏体条束和条束内的亚单元细化,硬度有所提高但长时深冷处理对硬度影响不大,深冷处理促进马氏体的低温回火转变。     

碳含量对低合金耐磨钢组织及耐磨性的影响

研究了碳含量分别为0.31%、0.38%和0.50%的低合金耐磨铸钢热处理后的组织、强韧性及不同磨损条件下的磨损性能。结果表明,试验钢经950℃淬火及250℃回火,显微组织均以板条马氏体为主,随含碳量的增加,组织有所粗化,并且有片状马氏体出现。试验钢的硬度随碳含量的增加而增加,但韧性下降。磨损试验结果表明,冲击磨料磨损条件下,主要表现为凿削磨损,碳含量为0.38%的试验钢具有较好的耐磨性;静磨料磨损条件下,主要表现为切削磨损,耐磨性主要受硬度的影响,碳含量为0.50%试验钢具有较好的耐磨性。     

热处理对经济型高碳马氏体不锈钢J50Cr13组织和硬度的影响

对高碳马氏体不锈钢J50Cr13进行不同淬火温度、不同冷却方式的热处理,通过光学显微镜(OM)观察、X射线衍射(XRD)分析及硬度试验对试验钢进行组织和硬质分析。结果表明,随淬火温度的升高,马氏体组织变粗大,残留奥氏体含量增加,碳化物逐渐溶解入基体;淬火温度为990~1080 ℃时,水冷和空冷试验钢的硬度值均随淬火温度的升高而增加,淬火温度由1080 ℃升高至1110 ℃时,试验钢的硬度值降低。990 ℃淬火时,水冷处理和空冷处理的硬度值相差最大,达3 HRC;淬火温度升高,两种冷却方式对试验钢的硬度影响变小;淬火温度为1110 ℃时,两种冷却方式的硬度值几乎相同。J50Cr13高碳马氏体不锈钢的最优淬火温度为1080 ℃,冷却方式为水冷。     

一种低碳低合金钢的纳米压痕表征

对具有两种不同组织状态的一种低碳低合金钢进行了纳米压痕表征．结果表明,在双相组织试样中,马氏体的硬度高于铁索体的70％以上．在纳米压痕实验过程中,由于马氏体相的尺寸较小并被软的铁素体基体所包围,当压痕深度超过40nm时,纳米压痕硬度呈现出明显的基底效应．由于在铁索体一奥氏体两相区加工过程中发生C元素向奥氏体的分配,双相组织试样中的马氏体中富集了数倍于钢的名义含量的C元素．结果导致双相组织试样中马氏体的平均纳米压痕硬度比同一钢的全马氏体组织试样高出30％以上．此外,还讨论了C的富集分配对马氏体Poisson比和Young’s模量的可能影响．     

砂轮线速度对摆动磨削凸轮表面质量影响研究

通过摆动磨削对40Cr钢凸轮样件进行处理,分析砂轮线速度（50、60、65 m/s）对凸轮轴表面粗糙度、金相相织、硬度和残余应力等的影响规律。研究结果表明：随着砂轮线速度的增加,粗糙度呈现先增大后减小的趋势,凸轮轴表面金相组织基本不变,表面硬度呈现持续增加的趋势; y方向上的残余应力大于x方向上的残余应力,在热应力和机械应力的共同作用下,凸轮轴表面的残余应力呈现先增加后减小的趋势。综合考虑粗糙度、金相组织、硬度和残余应力,线速度为65 m/s凸轮轴样品的表面质量相较于其他砂轮线速度下更好。