40Cr钢磨削淬硬层组织形成机理的研究

以单程切入式平面磨削淬硬加工试验为基础,利用X射线衍射仪和透射电镜对40Cr钢磨削淬硬层组织的形成及其变化进行了研究,进而阐明了磨削淬硬层组织的形成机理.结果表明,40Cr钢磨削淬硬层由板条马氏体和少量微细孪晶组成;在磨削温度场和应力-应变场的耦合作用下,磨削淬硬层中的马氏体含量以及板条马氏体特征尺寸沿层深呈现不同的变化趋势,马氏体内部的位错密度及孪晶数则随层深的增加而逐渐降低.     

40Cr钢磨削淬硬层组织形成机理的研究

以单程切入式平面磨削淬硬加工试验为基础，利用X射线衍射仪和透射电镜对40Cr钢磨削淬硬层组织的形成及其变化进行了研究，进而阐明了磨削淬硬层组织的形成机理。结果表明，40Cr钢磨削淬硬层由板条马氏体和少量微细孪晶组成；在磨削温度场和应力．应变场的耦合作用下，磨削淬硬层中的马氏体含量以及板条马氏体特征尺寸沿层深呈现不同的变化趋势，马氏体内部的位错密度及孪晶数则随层深的增加而逐渐降低。     

发动机的曲轴材料42CrMo磨削淬硬及磨损试验

在MM7132平面磨床上对曲轴用材料-42CrMo钢进行了磨削淬火实验、在ML-100磨粒磨损试验机上进行了磨损试验,提高了农用柴油发动机的曲轴强度及耐磨性,42CrMo钢淬硬层的最高硬度达到了860HV,淬硬层的厚度达到了1．5mm;淬硬层由条状马氏体组成,过渡区由少量马氏体及回火索氏体组成;磨削淬火后试件的耐磨性提高了3倍。     

40Cr钢光纤激光淬火强化效果与残余应力

为提高40Cr钢的耐磨性和疲劳性能,利用YLS-4000型光纤激光器对40Cr钢表面进行淬火强化。利用扫描电镜、显微硬度计等对淬硬层组织和硬度进行了分析,采用X-350A型应力测定仪对淬硬层的残余应力和残留奥氏体进行了测试。结果表明:40Cr钢表面激光淬硬层主要由板条状马氏体组成,马氏体的体积分数在95%以上,马氏体晶粒较基体组织有明显细化;淬硬表层的平均显微硬度(710.5 HV)显著高于基体(235.5 HV),随着到表面距离的增加硬度值逐渐降低至基体硬度;淬硬层表面产生较大的残余压应力,压应力值高达230 MPa以上。     

砂轮特性对40Cr钢磨削淬硬层的影响

以平面磨削淬硬试验为基础，研究了不同砂轮特性条件下40Cr钢磨削淬硬层的组织与性能。结果表明，在磨削淬硬加工中的热、机械耦合作用下，砂轮特性对磨削淬硬层的马氏体组织形貌及其高硬度区硬度值无显著影响。随着砂轮粒度或砂轮硬度的提高，磨削淬硬层深度相应增加。与树脂结合剂砂轮相比，采用陶瓷结合剂砂轮可使淬硬层深度增加近40％。     

双程切入磨削表面硬化层的研究

采用缓进给磨削方式和不同的磨削行程对40Cr钢进行了磨削淬硬，对单程和双程磨削表面硬化层的组织与性能进行了比较。结果表明，尽管单程和双程磨削时的原始组织不同，但两者的表面硬化层组织及其变化趋势完全相同。双程磨削淬硬可使表面硬化层深度及其均匀性、显微硬度及耐磨性得到进一步提高；但其最大残余压应力值及应力影响深度有所降低。双程磨削硬化层组织的形成机制同样适用于多程磨削淬硬或淬硬钢的磨削淬硬等场合。     

42CrMo钢单程与往复磨削淬硬试验研究

在MM7132平面磨床采用单程、往复磨削对调质态42CrMo钢进行磨削淬硬试验.结果表明:0.2 mm 三次往复磨削、0.3 mm两次往复磨削、单程0.6 mm磨削条件下淬硬层均获得了马氏体组织.0.2 mm 三次往复磨削淬硬层为细小的针状马氏体组织,其显微硬度最高值为824.2 HV;0.3 mm两次往复磨削淬硬层为板条状马氏体组织,其显微硬度最高值为752.2 HV,单程0.6 mm磨削淬硬层为体积略大的板条状马氏体组织,淬硬层的硬度最高值为724.4 HV.     

40Cr钢磨削淬硬层残余应力的试验研究

以平面磨削淬硬加工试验为基础,利用X射线应力测定仪对40Cr钢磨削淬硬层残余应力进行了研究.结果表明,磨削淬硬层表面均存在残余压应力,次表层出现最大残余压应力.随着磨削速度的提高、磨削深度的增加或工件进给速度的降低,磨削淬硬层表面残余压应力值相应减小,但最大残余压应力和应力作用深度相应增加.采用单程干式磨削淬硬可增加淬硬层的最大残余压应力及应力作用深度.     

磨削深度及原始组织对42CrMo磨削淬硬层的影响

在磨削深度为0.1～0.6 mm的条件下对调质态、正火态及退火态42CrMo钢进行了磨削淬火试验。结果表明:磨削淬火后,三种原始组织试样磨削淬火后的完全淬硬区显微硬度为510～878 HV。正火、调质及退火态试件的淬硬层厚度分别为1.75、1.5和1.25 mm。磨削淬火后,调质态的42CrMo钢完全淬硬层组织为略大的板条状马氏体组织,正火态的42CrMo钢完全淬硬层的马氏体组织最为细小,退火态的42CrMo钢完全淬硬层板条状马氏体尺寸居于二者之间。     

原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层的影响

在MKL7132X6/12数控强力成形磨床上对42CrMo钢进行磨削淬硬加工试验,通过光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等测试仪器测量和分析磨削淬硬层的宏观组织、显微组织、硬度以及淬硬层深度,研究原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层组织和硬度的影响。结果表明:完全淬硬层表层由针状马氏体和少量未溶碳化物组成;中间层由略粗针状马氏体和少量未溶碳化物组成;过渡层组织因原始组织而异。原始组织对完全淬硬区组织和硬度无明显影响,显微硬度620~700 HV。但随着工件材料原始组织均匀性的提高,略粗马氏体组织距工件表面的距离变大,且磨削淬硬层深度变大。     

含钛铁基耐磨复合材料的研制

为了研制一种铁基耐磨复合材料,采用等离子熔覆技术,通过调节铬含量制备多组Fe-Cr-Ti-C合金系统.借助SEM和XRD等分析手段对熔覆层组织和碳化物形貌进行分析.结果表明,熔覆层中随着铬含量的提高,基体组织由A+F向F及M转变;碳化物M7C3及TiC等硬质相的数量逐渐增多.此外研究了铬含量对熔覆层耐磨粒磨损性能的影响规律,熔覆层的耐磨性随着铬含量的增加而提高,当铬含量达到20.1%时,大量高硬度六边形M7C3复合物结合一定量的呈开花状、球状或团聚状TiC颗粒均匀弥散分布在具有较高强韧性的板条马氏体基体中,使得熔覆层具有最佳的耐磨性.     

马氏体不锈钢耐磨焊条及其性能

马氏体不锈钢具有高强度、良好的耐磨损性能以及一定的耐腐蚀性能。研制了一种马氏体不锈钢耐磨焊条,在低碳钢Q235上进行堆焊试验,分析堆焊接头的组织转变,并研究堆焊合金的耐磨性能。结果表明,该焊条具有良好的焊接工艺性能,堆焊层金属与母材结合良好,未出现裂纹等缺陷;堆焊层组织为板条马氏体+碳氮化物+少量残余奥氏体;碳氮化物沿马氏体基体和晶界析出,呈弥散分布,起到细晶强化和析出强化的作用;与母材相比,堆焊层金属的硬度和耐磨损性能明显提高,其磨损机制主要为显微切削和塑性变形。     

多道电子束扫描搭接率对40Cr钢组织与性能的影响

对40Cr钢在不同搭接率下进行多道电子束扫描表面改性处理,并对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,经多道电子束扫描表面改性处理,40Cr钢表面搭接区因回火生成回火马氏体及回火索氏体;重熔层中马氏体组织随着搭接率的增大而变得粗大。搭接率为0%时,电子束处理区域的平均显微硬度为627.4 HV0.2;搭接率增大,搭接区域表面显微硬度下降。当搭接率为25%时,试样表面光滑平整,粗糙度为1.083 μm;表面粗糙度随着搭接率的增大先减小后增大;40Cr钢耐磨性较电子束扫描处理前有明显改善。耐磨性随着搭接率的增大先增大后减小。     

直接激光沉积Fe-Cr-Ni梯度合金钢的组织与性能

采用直接激光沉积技术制备了具有外强内韧组织性能的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度计、摩擦试验机等分析手段,对直接激光沉积的梯度合金钢试样的组织结构、界面结合性、硬度梯度分布及耐磨性等进行了研究。结果表明,在优化的激光沉积参数下,成功制备出了无裂纹夹杂缺陷、梯度过渡界面处呈现冶金结合的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样。梯度合金钢的组织呈现出由粒状贝氏体+板条贝氏体+少量马氏体→板条贝氏体+板条马氏体→板条马氏体+片状马氏体的变化趋势,对应硬度呈356 HV0.2→551 HV0.2→712 HV0.2梯度分布,体积磨损率呈现2.01×10^-4 mm³·N^-1·m^-1→1.33×10^-4 mm³·N^-1·m^-1→0.71×10^-4 mm³·N^-1<...     

Fe-C-Cr-Mn系亚稳奥氏体基耐磨铸造合金的开发

亚稳奥氏体基加Ｍ７Ｃ３型共昌碳化物双相结构白口铁基铸造合金具有良好的耐磨性和较高的冲击韧性。利用该理论开发了Ｆｅ－Ｃ－Ｃｒ－Ｍｎ系新型亚稳奥氏体基耐磨合金。通过滑动磨损试验发现，它们的耐磨性优于传统耐磨材料Ｃｒ２５这种新材料的使用对节省能源有重要意义。     

低合金高强度耐磨钢的冲蚀磨损性能研究

研究了3种低合金高强度耐磨钢(NM400、NM500和高碳钢65Mn)淬火后组织、性能和析出物情况,以及在不同角度和压力下的冲蚀磨损性能和磨损机理。结果表明:3种耐磨钢的组织均为马氏体,其中NM400和NM500为板条马氏体组织,而高碳钢65Mn则主要为片状马氏体组织。冲蚀磨损试验表明:在较小的冲蚀角度下,3种耐磨钢的冲蚀磨损性能主要与材料的硬度有关,但是在较大的冲蚀角度下,3种耐磨钢的冲蚀磨损性能除了与硬度有一定关系外,还与材料的塑韧性有较大关系。     

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。     

W6Mo5Cr4V2高速钢激光相变硬化组织与耐磨性

研究了Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２（Ｍ２）高速钢经激光相变硬化后的组织与耐磨性。结果表明,经激光淬火后可获得１０００ＨＶ以上的超高硬度,组织是细马氏体,激光相变硬化层的耐磨性与常规处理的相比提高约４０％     

低合金耐磨钢板NM600组织及其磨损性能研究

对一种新型高级别低合金高强度耐磨钢NM600进行热处理实验,研究了淬火温度和回火温度对实验钢组织和力学性能的影响,并分析了最优工艺条件下实验钢的磨损性能。结果表明：当淬火温度为880 ℃,回火温度为180 ℃时,实验钢力学性能最优,其中维氏硬度、抗拉强度、伸长率和-40 ℃冲击功分别为628 HV、2 000 MPa、7.3%、27.8 J,实验钢组织为典型的板条马氏体结构,马氏体板条内部及其板条界面上分布着细小均匀的碳化物。三体冲击磨损实验结果表明：工艺优化后的实验钢的耐磨性能与瑞典SSAB公司生产的HARDOX600相近,是NM400钢的1.376倍,抗磨损性能良好。