8620H钢与55SiMoV钢摩擦副硬度匹配研究

针对矿用牙轮钻头牙爪大跑道与滚柱组成的摩擦副不耐磨问题,对其用钢8620H和5555SiMoV设计了不同的渗碳表面碳含量及其表面硬度,通过正交设计及磨损试验,优化出硬度匹配及表面碳含量指标。结果表明:8620H表面碳含量为1.05%,表面硬度为58～59HRC;55SiMoV钢表面碳含量为0.88%,表面硬度为59～60HRC,耐磨性最好,其磨损形式为表面疲劳浅层剥落。     

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％。     

提高20Cr2Ni4A钢齿轮渗碳淬火硬度的试验研究

针对20Cr2Ni4A钢制造的中大型齿轮在不允许冷处理的条件下渗碳淬火硬度偏低的问题,通过对渗碳淬火碳势、中间高温回火工艺、淬火温度的优化,在不冷处理的情况下使齿轮硬度提高了2 HRC以上至58~61 HRC,显微组织良好,达到了预期目的。试验发现,该材料渗碳后经过高温回火再重新加热淬火时,为了提高表面及次表面硬度,渗碳扩散碳势、渗碳降温保温阶段碳势和淬火碳势在碳化物不超标的前提下要尽量提高;反复试验与检测证明,中间高温回火也会导致渗碳层一定深度内碳含量的降低,从而影响渗碳淬火硬度,故高温回火时不仅要注意回火不足更要防止过回火,高温回火次数过多时间过长,淬火后硬度不升反降。     

炮钢材料等离子淬火后的组织与性能

为提高炮钢材料表面硬度和改善摩擦磨损性能,采用等离子淬火技术对炮钢材料进行表面处理。通过金相显微镜分析了淬火硬化带的组织与形貌,用显微硬度计测量硬化带表面与断面的硬度,用摩擦磨损试验机研究摩擦因数与磨损形貌的变化。结果表明,炮钢材料在等离子淬火后由表面到基体分为3层,最表层为马氏体硬化层,最深达到1. 48 mm;表面硬度由320 HV0. 5提升至725 HV0. 5,硬度最大值处不在最表层而是在次表层;平均摩擦因数较淬火前降低了30. 2%,耐磨性提高11倍,磨损机制由黏着磨损变为为磨粒磨损。     

表面感应淬火对45钢滚动磨损特性的影响

针对传统热处理后45钢耐磨性较低的缺点,研究了正火 表面感应淬火热处理后45钢相对ZG31Mn2Si摩擦副的滚动磨损特性和磨损机理.测试了试验载荷、材料硬度与磨损失重的关系,采用扫描电镜分析了感应淬火热处理后不同硬度45钢的磨损形貌及变化规律.结果表明:当载荷恒定,磨料硬度Ha大于被磨材料45钢硬度Hm时,45钢随着感应淬火后自身硬度的提高,耐磨性明显提高,为硬磨料磨损;Ha＜Hm时,随着材料硬度的提高,磨损量变化很小,为软磨料磨损;其滚动磨损机理随着表面感应淬火后硬度的升高由塑变磨损转变为犁沟磨损.     

17 Cr2 Ni2 MoVNb钢的渗碳淬火工艺

对新型渗碳钢17Cr2Ni2MoVNb钢进行了气体渗碳试验及之后的淬火试验。结果表明,同20Cr2Ni4A钢相比,17Cr2Ni2MoVNb钢吸碳能力较强,易形成网状碳化物,需适当降低强渗或扩散期碳势,1.2%强渗期碳势+0.80%～0.85%扩散期碳势组合更有利于实际生产。渗碳后进行770～790℃淬火+180℃回火,渗碳面硬度(≥60 HRC)和基体(非渗碳面)硬度(40 HRC左右)等均满足图样技术要求。     

热处理工艺对疏浚工程用船体钢组织及磨粒磨损性能的影响

为了提高疏浚工程船用低碳低合金耐磨钢的耐磨性能,分别采用淬火+200 ℃低温回火、淬火+250 ℃配分、循环热处理3种热处理工艺对试验钢进行热处理,并借助扫描电镜与透射电镜分析组织与析出相,磨粒磨损试验机测试磨损质量损失,硬度计测试热处理钢的硬度。结果表明,试验钢淬火+200 ℃回火后得到回火马氏体,基体中有少量碳化物,回火马氏体仍呈板条状;淬火-配分试验钢得到马氏体加较多残留奥氏体;经循环热处理后,试验钢中马氏体板条消失,基体中有颗粒状(Nb,Ti)C析出相。试验钢淬火-回火后硬度为39.5 HRC,淬火-配分试验钢硬度为40.5 HRC,循环热处理试验钢硬度30.8 HRC。试验钢耐磨性与硬度成正比,试验钢经循环热处理后,磨损量最大,耐磨性能最差,淬火-回火试验钢次之,淬火-配分钢耐磨性能最好。3组试验钢磨粒磨损后试样表面均出现大量犁沟,磨损机制主要是塑性变形。     

4145H钻具钢的激光淬火工艺

采用激光淬火工艺对4145H钻具钢进行热强化处理,通过金相显微镜及洛式硬度计的观察和检测,分析激光功率及激光扫描速度对4145H钢淬火表层的显微组织和硬度的影响,并进行摩擦磨损试验,考察不同激光功率及激光扫描速度变量下的表面磨损情况,优选出最佳的激光淬火工艺参数。结果表明:同其他激光淬火工艺参数相比,以2 k W及400 mm/min的激光工艺参数淬火,4145H钢表层可形成细密的马氏体组织,表层硬度达到55. 7 HRC,磨损量最小,试样表层磨损形式主要以刮擦为主,磨损轻微,表现出较好的耐磨性。     

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     

20CrNi2Mo钢真空渗碳工艺及数值模拟

采用大型双室真空渗碳设备对20Cr Ni2Mo钢进行不同工艺真空渗碳淬火,结合金相、显微硬度和表面碳浓度等分析,结果表明:试样渗碳层深度为2~3 mm时,总渗碳时间为550 min,渗碳扩散时间比(渗扩比)以1∶10较合理;渗碳层深度数值模拟结果略小于实际值,对实际生产具有一定指导意义;20Cr Ni2Mo钢大型齿轮实际真空渗碳淬火处理后,表面碳浓度为0.83%,渗碳层深度为3.2 mm,碳化物别1~2级,淬火和回火后齿轮齿面硬度值分别为62.8 HRC和58.1 HRC。     

液压柱塞泵用30CrMoV9钢的调质与气体渗氮工艺

为提高液压柱塞泵用30CrMoV9钢的综合性能及表面的耐磨性和抗疲劳性,对30CrMoV9钢的调质工艺及粗加工后的气体渗氮工艺进行了研究,对调质硬度、渗氮层深度、渗氮后的显微组织、渗氮层硬度等进行了测试。结果表明,经900 ℃淬火及630～640 ℃的回火处理后,30CrMoV9钢可满足硬度在28~35 HRC的要求;调质态30CrMoV9钢进行气体渗氮处理后,表面平均硬度可达750 HV0.5以上,可有效提高零件的接触疲劳强度。     

碳含量对铌微合金化高碳钢制金属针布耐磨性的影响

通过微合金原理,设计了3种含0.8%~1.0%碳及0.03%~0.04%铌的高碳钢。结果表明,碳含量增加可完全消除网状渗碳体,并使更多的碳在热处理加热时固溶于奥氏体中,从而获得更高的淬火硬度。对比不同碳含量钢的淬火显微组织,当碳含量为0.90%时,马氏体基体可以在获得最高硬度的同时保持超细晶粒。由此制造的梳理针布的平均齿尖硬度可以达到841 HV0.2, 晶粒度可以达到13.5级。通过快速磨损试验以及客户现场试验,针布的耐磨性相对于高端针布钢材80WV提高约30%。     

不同水基淬火介质对ZG30CrMnSiMo低合金钢组织和耐磨性的影响

通过扫描电镜、冲击试验机和动载冲击磨料磨损试验机等对低合金耐磨钢显微组织、力学性能和耐磨性能进行了分析。结果表明:铸态组织由珠光体和碳化物组成,铸态合金的宏观硬度为41.3 HRC,冲击吸收能量为6.1 J,磨损量为1.4378 g。经水玻璃(Na₂SiO₃)和PAG淬火后,显微组织均转变为回火板条马氏体和碳化物,宏观硬度分别为49.0 HRC和51.1 HRC,冲击吸收能量分别为7.3 J和9.4 J,磨损量分别为0.9378 g和0.8350 g。相比铸态合金,PAG淬火后合金的宏观硬度、冲击性能和耐磨性分别提高了23.7%、54.1%和1.7倍。相比水玻璃淬火,PAG淬火后合金钢的宏观硬度、冲击性能和耐磨性分别提高了4.3%、28.8%和1.1 倍。     

淬火介质对42CrMo钢棒淬火组织及硬度影响的数值模拟及试验验证

基于有限元计算分析了直径为ø40 mm的42CrMo钢圆棒试样分别使用淬火油和PAG水基液淬火后试样不同位置的组织、硬度以及淬火过程中的温度变化,采用硬度检测和显微组织分析对模拟结果进行了验证。结果表明,当使用淬火油淬火时,试样表面由奥氏体向马氏体和贝氏体转变,心部由奥氏体向贝氏体转变;当使用PAG水基液淬火时,试样表层几乎转变成马氏体,心部转变成马氏体和贝氏体;试样经淬火油和PAG水基液淬火后,表面硬度分别为58和55 HRC,均由表面至心部硬度逐渐降低,但使用PAG水基液淬火后试样的心部硬度比用淬火油的高5 HRC,约为50 HRC。     

轴承用8Cr4Mo4V钢真空气淬及等温盐浴淬火后的性能对比分析

通过显微组织观察及性能测定,对轴承用8Cr4Mo4V钢真空气淬及等温盐浴淬火处理后的性能进行了对比分析。结果表明,8Cr4Mo4V钢真空气淬后得到马氏体组织,等温盐浴淬火后得到马氏体+贝氏体混合组织。真空气淬后钢的晶界有碳化物析出,腐蚀后晶界特征明显,而等温盐浴淬火后晶界碳化物析出量少,钢的晶界特征不明显。再经回火处理后,钢中析出大量碳化物,与真空气淬相比,等温盐浴淬火钢中析出的碳化物在尺寸和数量上都更大。钢的硬度和耐磨性测试表明,等温盐浴淬火钢的硬度为61.78 HRC,而真空气淬钢的硬度为60.28 HRC,硬度提高了1.5 HRC,等温盐浴淬火钢的摩擦磨损性能比真空气淬钢高。与真空气淬相比,等温盐浴淬火处理后钢的力学性能提升,室温拉伸强度提高了164 MPa,高温拉伸强度提高了50 MPa,冲击吸收能量提高了46.9%,旋转弯曲疲劳强度极限由860 MPa提高至1050 MPa,提高了22%。     

ZG80Cr2MnMoSi钢的回火特性及磨损机理

研究了淬火方式和回火温度对ZG80Cr2MnMoSi钢的组织、性能以及磨损特性的影响。研究结果表明:ZG80Cr2MnMoSi钢对淬火方式不敏感,具有良好的淬透性和淬硬性;试验钢经过870℃×2 h风冷+500℃×2 h回火处理,所获得基体的硬度明显高于传统钢ZGMn13强化后的硬度,获得的组织为回火屈氏体,其硬度为49 HRC,冲击韧度为33 J/cm2,耐磨性能好。     

低碳钢表面激光熔覆不锈钢的组织和性能

采用JHM-1GY-400型脉冲Nb∶YAG固体激光器和316L不锈钢粉末在20低碳钢表面制备了激光熔覆层。利用OM、XRD、SEM等表征方法分析了不锈钢熔覆层的物相组成和显微组织,并分别利用旋转摩擦试验机和电化学工作站对熔覆层和基材的耐磨损和耐腐蚀性进行了研究。试验结果表明,不锈钢熔覆层厚度约为50 μm,由γ相(奥氏体)和α相(铁素体)组成,其显微组织主要包括细小的树枝晶、粗大的胞状晶以及平面晶;不锈钢熔覆层表面硬度约为基材的2倍,摩擦因数比基材低0.0418,磨损量更低,不锈钢熔覆层比基材具有更高的耐磨性。与基材相比,不锈钢熔覆层具有更低的自腐蚀电流和更高的自腐蚀电位,其耐腐蚀性能更优异。     

渗碳淬回火工艺对G20CrNi2Mo钢组织与性能的影响

以G20CrNi2Mo渗碳轴承钢为研究对象,通过扫描电镜及光学显微镜分析不同热处理工艺下的组织及硬度差异,并借助摩擦磨损试验机研究其耐磨性能的变化。结果表明,G20CrNi2Mo轴承钢渗碳后经过不同淬火及回火工艺,其硬度和耐磨性能均有了明显提高,其中,二次淬火后的组织为细小的马氏体和均匀细小的颗粒碳化物,以及少量的残留奥氏体;二次淬火后经过回火处理,200 ℃低温回火的组织性能最优,组织为回火马氏体,其硬度值为62.3 HRC,磨损量为12.9 g。