深冷处理对35MnB合金钢残余应力的调控机理

以35MnB合金钢为研究对象,运用正交试验法,设计了以深冷温度、深冷时间和交变次数为自变量,残余应力为因变量的正交试验。通过X射线衍射仪测得试样表面的残余应力分布情况,运用极差法分析深冷工艺参数对试样残余应力的影响因素;通过扫描电镜观测试样在不同深冷处理工艺参数下的微观组织形貌,结合X射线衍射图谱定量分析了深冷处理后残留奥氏体体积分数的变化,从微观角度综合探索了残余应力的消减机理。结果表明:35MnB合金钢深冷工艺参数对试样残余应力的影响因素依次为:深冷温度＞交变次数＞深冷时间,最佳组合为:深冷温度-160 ℃,深冷时间12 h,交变次数1次。经深冷处理之后,残留奥氏体细化并转变为新生马氏体,分布在马氏体晶体边界处的残留奥氏体可以松弛马氏体界面上因位错堆积而造成的应力集中,从而减少了组织内部的残余应力。     

钻头牙爪材料强化工艺

本文阐述了石油牙轮钻头牙爪用ＳＡＥ８７２０渗碳钢深冷处理及磨损试验的试验方法，对比分析了ＳＡＥ８７２０钢渗碳及渗碳后深冷处理的硬度与耐磨性。用大视场显微镜分析了深冷处理对ＳＡＥ８７２０渗碳钢金相组织的影响，用Ｘ射线衍射法对表层残 氏体作了定量分析，并分析了残余奥氏体对硬度及耐磨性的影响。结果表明，深冷处理可促使残们奥氏体向马氏体转变，淬火马氏体回火后可析出高度弥散的超微细碳化物，其残余奥氏体量由５     

调心滚子轴承感应淬火工艺与组织性能的数值模拟

基于电磁场-温度场-组织场-应力应变场耦合模型,利用DEFORM软件模拟双列调心滚子轴承内圈感应淬火过程,并提出分段电流密度的淬火工艺,研究了轴承内圈感应淬火过程中温度变化、组织演变以及表层与次表层硬度、残余应力和残留奥氏体等。结果表明:分段电流密度的感应淬火方法能够使轴承内圈淬硬层均匀分布;加热效率随线圈电流密度增加而增大,且尖角位置温度会出现突变;淬火后滚道表面残留奥氏体含量约为6.97%,马氏体含量约为92.3%,表面硬度约为60.9 HRC,滚道淬硬层约为2.97 mm;深冷处理后残留奥氏体含量与残余应力降低,马氏体含量与硬度均提高;残余应力沿内圈中心径向平面对称分布,且次表层残余应力最大;数值模拟结果与试验具有一致性。     

冷作模具钢深冷处理组织和应力演变的RVE模型分析

对Cr8Mo2SiV冷作模具钢的微观组织进行定量表征,重构其淬火后的代表体积元(RVE)模型,并对其深冷处理过程进行微观尺度的数值分析,讨论深冷处理过程中微观组织和应力的演变规律。结果表明:深冷处理过程中应力的产生和演变由相变应力主导,显微组织界面上的等效应力要明显大于奥氏体或马氏体内的等效应力,最大等效应力发生在奥氏体和马氏体的界面处,约769 MPa;在深冷处理过程中,碳化物界面附近产生了明显的应力集中,促进了残留奥氏体向马氏体的相变;深冷处理前后应力大幅度变化为细小均匀碳化物的沉淀析出提供了所需的驱动力。     

钻头牙爪材料强化工艺

本文阐述了石油牙轮钻头牙爪用SAE 8720渗碳钢深冷处理及磨损试验的试验方法,对比分析了SAE8720钢渗碳及渗碳后深冷处理的硬度与耐磨性。用大视场显微镜分析了深冷处理对SAE 8720渗碳钢金相组织的影响,用X射线衍射法对表层残余奥氏体作了定量分析,并分析了残余奥氏体对硬度及耐磨性的影响。结果表明,深冷处理可促使残余奥氏体向马氏体转变,淬火马氏体回火后可析出高度弥散的超微细碳化物,其残余奥氏体量由56％降为20.05％,硬度提高3.3 HRC,耐磨性提高156％。     

高强韧冷作模具钢深冷处理性能及组织

对高强韧冷作模具钢SDC55经液氮深冷处理后的组织和性能进行了研究.结果表明,经过深冷之后,SDC55钢的硬度和耐磨性都有很大的提高,并且其冲击韧性不会降低很多.对深冷后的SDC55钢进行了金相研究,运用扫描电镜对深冷后SDC55钢的组织和碳化物析出情况做原位比较研究.利用透射电镜和X射线应力仪分别对深冷后SDC55钢的组织和残留奥氏体进行微观研究.研究表明:深冷处理后SDC55钢的硬度和耐磨性显著提高的主要原因是由于深冷处理促进了残留奥氏体向马氏体转变和细小的ε-碳化物在马氏体上析出.     

残留奥氏体含量对GCr15轴承钢摩擦磨损性能的影响

首先对GCr15轴承钢进行了不同温度的淬火和回火处理及淬火+深冷+回火处理，获得了残留奥氏体含量分别为6.2、11.2、17.5和26.4 vol%的GCr15轴承钢试样，随后采用重载往复摩擦磨损实验仪在干摩擦和油润滑条件下对试样进行摩擦磨损实验，研究了残留奥氏体含量对GCr15轴承钢滑动摩擦磨损性能的影响；利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线残余应力分析仪和洛氏硬度计等分析了GCr15轴承钢试样在不同状态下的组织、表面形貌和力学性能。结果表明：经不同工艺热处理后，GCr15轴承钢的组织都是由马氏体、残留奥氏体和碳化物组成；随着残留奥氏体含量增加，GCr15轴承钢的表面硬度逐渐减小，残余压应力逐渐减小并趋于稳定；在干摩擦条件下，深冷处理试样的平均摩擦系数最小；在油润滑条件下，4组试样的平均摩擦系数相差不大且都低于0.08,在干摩擦和油润滑条件下，随着残留奥氏体含量升高，GCr15轴承钢的磨损率都是先升高再降低，在淬火温度为865℃时磨损率达到最大；经过深冷处理的试样的残留奥氏体含量最小，为6.2 vol%,其磨损率也最小，说明深冷处理能提高GCr15轴承钢的摩擦磨损性...     

保温时间对深冷处理钢铁材料组织与性能的影响

深冷处理能够有效改善钢铁材料的组织结构,宏观表现为力学性能的显著提升,还可提高工件使用寿命。合理有效的处理工艺与科学客观的处理机理是深冷处理得到具体应用的前提。选取GCr15轴承钢作为研究对象,在保证深冷温度、深冷处理速度等工艺参数不变的前提下,探究保温时间对深冷处理样品组织结构和性能的影响。结果表明:深冷处理后,残余奥氏体的含量降低,转变为马氏体。随保温时间的延长,残余奥氏体的含量逐渐减少,同时析出均匀分布的超细碳化物;显微硬度提高,并随保温时间延长不断增加;深冷处理使残余拉应力转变为压应力,提高了尺寸稳定性。     

S390粉末高速钢的深冷处理与热磁分析

采用综合物理测试系统的振动样品磁强计选件(PPMS-VSM),对S390粉末高速钢进行深冷处理和回火处理时的热磁测量。结果表明,钢淬火态3个样品的室温磁性几乎相同,反映了钢具有均匀的组织;不论深冷处理与否,3次回火后样品中残余奥氏体向马氏体的转变量几乎相当,粉末高速钢样品的磁性接近均约158.5(A·m2)·kg-1。增加深冷处理工序,改变了残余奥氏体向马氏体、奥氏体中碳化物析出、马氏体中碳化物析出的进程。随后在913K回火,残余奥氏体向马氏体继续转变,钢的磁性(160.5(A·m2)·kg-1)进一步升高。     

GCr15钢球阀的深冷处理工艺

对GCr15钢球阀经不同液氮保温时间和不同升温速度的深冷处理后的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明：深冷处理可促使残留奥氏体转变为马氏体,细化组织并析出微细碳化物,提高GCr15钢球阀的综合力学性能。经深冷处理后残留奥氏体含量由16.74%降为0.40%～9.75%,表层残余应力由-98 MPa压应力变为252 MPa拉应力,耐磨性提高105～146%,硬度提高1.70～4.43%。液氮浸泡时间少于4 h时,随浸泡时间延长,磨损量减小、冲击吸收能量和硬度有所提高;超过4小时,随浸泡时间延长,磨损量和硬度变化不大,冲击吸收能量将减小。此外,升温速度越快,硬度、冲击吸收能量和磨损量均有提高。当液氮保温时间大约为4 h,深冷处理后的升温速度控制在0.5℃ / min左右时,GCr15钢球阀残留奥氏体可控制在10%左右,获得良好的综合力学性能。     

等离子喷焊低温马氏体相变合金粉末的组织与性能

为减小喷焊过程中热收缩形成的拉伸应力,采用等离子喷焊的方法,在Q235钢基体上进行堆焊,制备出具有残余压缩应力的低温马氏体相变合金耐磨复合涂层。利用金相显微镜(OM)、SEM、EDS、XRD、X射线残余应力测试仪、显微硬度仪和摩擦磨损试验机等,对喷焊层金属的微观组织、成分和力学性能进行了分析和研究。结果表明:合适的工艺参数下,能够得到与基体呈冶金结合的无缺陷喷焊层组织;喷焊层的组织主要为马氏体和少量残余奥氏体组成;喷焊层获得较为理想的残余压缩应力,最大残余压缩应力可达到-351.2 MPa,平均残余奥氏体的质量分数约为10.18%;和基体材料相比较,等离子喷焊层的硬度提高2.5倍,耐磨性提高47.22倍。     

基于工作温度8Cr4Mo4V钢制轴承外套圈尺寸及应力变化特征分析

测定了8Cr4Mo4V钢制直壁圆筒形轴承外套圈在不同工作温度下内外径尺寸及表面残余应力的变化特征,分析了引起轴承外套圈尺寸变化和表面残余应力变化的因素,并对轴承外套圈进行了微观组织观察。结果表明,在不同工作温度下,保温300 h后轴承外套圈的尺寸均增加1~2 μm,轴承外套圈外径的尺寸变化量大于内径尺寸变化量;工作温度下残留奥氏体转变为马氏体,马氏体深度回火,均会使轴承外套圈内径表面残余压应力增加。工作温度为150 ℃时,内、外径表面残余压应力绝对值增加幅度最大,随着工作温度的提高,表面残余压应力绝对值增加幅度降低。轴承外套圈内外径表面残余压应力的增大是由于轴承钢中残留奥氏体转变为马氏体,发生体积膨胀引起的。马氏体发生深度回火导致体积收缩,外套圈内外径收缩尺寸量不同将引起内外径表面的残余压应力值变化不同,尺寸收缩将导致内径残余压应力增大,而外径残余压应力减小。     

深冷处理对Cr14Mn2V2高铬铸铁组织转变和磨损性能的影响

分别采用X射线衍射(XRD)、电子透射电镜(TEM)和磨损测量(WT)等方法研究了深冷处理对高铬铸铁显微组织和磨损行为的影响。深冷处理能有效地降低高铬铸铁中的残余奥氏体含量,促进细微碳化物的析出,但不能完全将奥氏体转化为马氏体。大量马氏体的形成和微小二次碳化物的析出,显著提高了高铬铸铁的耐磨性。当残余奥氏体含量约为15%时,材料的耐磨性能达到最好,残余奥氏体量较多或较少都不利于耐磨性的提高。结果表明,亚临界加深冷处理试样的磨损性能较未深冷的试样有较大的提高。     

残留/逆转变奥氏体对改善高强度不锈钢-196℃超低温冲击性能的影响

采用力学性能测试、SEM和XRD等手段研究了淬火+低温回火处理的0Cr16Ni6高强度不锈钢和过时效处理的00Cr11Ni11MoTi马氏体时效不锈钢,并分析了残留/逆转变奥氏体对试验钢超低温缺口抗拉强度和冲击性能的影响。结果表明,在两种试验钢室温强韧性相近的情况下,0Cr16Ni6钢在超低温下(-196 ℃)的缺口抗拉强度和冲击性能显著优于00Cr11Ni11MoTi钢。根据冲击试样远离断口和断口附近马氏体/奥氏体衍射峰的相对强度分别定量计算的残留/逆转变奥氏体含量,发现在裂纹形成和扩展过程中0Cr16Ni6钢有接近90%的残留奥氏体通过应变诱发相变生成马氏体,显著改善了超低温韧性;而过时效00Cr11Ni11MoTi钢形成的逆转变奥氏体具有较高的稳定性,难以发生应变诱发马氏体相变,改善超低温韧性作用程度有限。     

限制淬透性钢的组织与应力状况的研究

对穿透感应加热淬火后的限制淬透性钢制的轴承实物进行了系列实验和检测。结果表明：从试样表面至３２０ｍｍ深度均存在压应力，在裂纹源附近存在较大残余压应力的加强作用。淬硬层的基体组织主要为板条马氏体，马氏体含碳量经估测略高于０４％，有较好的韧性。基体上有弥散分布的碳化物Ｍｅ３Ｃ型（Ｍｅ为ＦｅｘＣｒｙＭｎｚ）。心部组织为托氏体。淬硬层中残余奥氏体量仅为５％左右，对应于较高的尺寸稳定性。在上述诸因素综合作用下使材料得以强韧化。     

TRANSFORMATION OF RETAINED AUSTENITE IN CARBURIZED CASE DURING FATIGUE CRACK GROWTH

The morphology of the retained austenite in the carburized case of 20CrNiMo steel and itstransformation during fatigue crack propagation through the case were investigated by usingX-ray and TEM analysis.In the carburized case both film and block shaped retainedaustenite were found.Due to the crystallographic orientation relationship at the interface,thefatigue crack is inclined to pass through the block shaped retained austenite and thereby stim-ulates its strain-induced martensitie transformation.During the process of the fatigue frac-ture,most of the retained austenite structures on the crack path are transformed into themartensite,and the untranaformed parts on the fracture surface remain less than 6%.Thetransformation of the retained austenite,which is restrieted mainly within the plastic zone,oc-curs only during the proeess of fracture,and is independent of the magnitudes of the externalstress,stress ratio and cyclic number.The volume expansion accompanying the transforma-tion creates an additional residual displacement of about 0.44μm on fracture surfaces,whichis equivalent to the magnitude of the plasticity-induced residual displacement.The phasetransformation induced fatigue crack closure is believed to be an important factor affectingthe fatigue crack behaviors in the high carbon laver of the carburized case.     

非等温碳分配条件下的热轧DQ&P工艺研究

为满足汽车轻量化的发展要求, 先进高强度钢已成为研究热点, 近年来以淬火-分配(Q&P)理念为基础的工艺研究备受关注。本文将Q&P理念引入热轧工艺过程中, 并进行了实验研究, 即采用直接淬火（DQ）工艺结合非等温条件下碳分配处理(碳分配过程在模拟卷取过程中进行)。实验结果表明: 实验钢组织由马氏体、残余奥氏体及少量铁素体组成。当卷取温度为350 ℃时, 实验钢组织中残余奥氏体体积分数较高, 达到11.5%, 同时抗拉强度达到1 370 MPa, 伸长率为14.20%, 强塑积为19.5 GPa·%。进行TEM观察, 发现马氏体板条束之间存在以薄膜状形态分布的残余奥氏体。     

直接淬火-碳分配处理后高强度钢的组织与力学性能

采用一种中碳低合金高强度钢,在轧后进行直接淬火后再快速升温至400～600℃进行碳分配处理的直接淬火-碳分配(Quenching Partitioning)处理(DQP),研究DQP工艺对钢的组织与力学性能的影响。利用扫描电镜和透射电镜观察组织及析出物的变化,采用X射线衍射仪分析了钢中残留奥氏体体积分数。结果表明:DQP处理后,钢的组织为板条马氏体组织和残留奥氏体。马氏体板条宽150～250 nm;残留奥氏体位于马氏体板条间,随工艺参数不同,其体积分数在4%～8%。钢中析出物尺寸大多为20 nm左右。经过DQP处理后,钢的抗拉强度达到1200 MPa以上,伸长率15%～17%。-40℃冲击功达到30 J以上。合理的淬火终淬温度可以获得更多残留奥氏体,而升高分配温度会增加析出、并使析出物长大,这是提高钢的强度和韧性的主要原因。