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%。     

18Cr2Ni4WA钢真空碳氮共渗工艺试验

制定了一种18Cr2Ni4WA钢的真空碳氮共渗的热处理工艺,研究了该真空碳氮共渗工艺对18Cr2Ni4WA钢的微观组织和性能的影响。结果表明,18Cr2Ni4WA钢经真空碳氮共渗、高压气体淬火、深冷与低温回火后,表层微观组织为细针状马氏体,心部为板条状回火马氏体;表面残留奥氏体含量为9.19%(Vol.);试样表面硬度达到了901 HV0.2,有效渗碳层深度达到了1.3 mm。     

不同淬火方式对KMN钢组织及力学性能的影响

真空气淬相较于传统热处理工艺具有控温精度高,表面氧化脱碳少等优势,但同时具有冷却速度慢的劣势。本文对KMN钢锻件进行真空加热970℃、淬火(5 bar氮气冷却或油淬)及580℃高温回火。热处理后,检验其力学性能和显微组织。结果表明:经气淬并高温回火的KMN钢力学性能略低于油淬并高温回火,显微组织均以回火索氏体为主。KMN钢经真空气淬或油淬并高温回火后,可以得到类似的力学性能与显微组织。     

1Cr12Ni2WMoVNb钢的真空热处理

对1Cr12Ni2WMoVNb马氏体不锈钢在真空炉中加热至1 140℃高压气淬随后680～710℃回火。热处理后检测了钢的显微组织和力学性能,并与在常规电炉中加热油淬和高温回火的钢的组织和性能进行了对比。结果表明:经真空热处理的1Cr12Ni2WMoVNb钢的显微组织与经常规热处理的钢的相同,主要为回火马氏体,力学性能也符合要求,1Cr12Ni2WMoVNb钢采用真空热处理是可行的。     

真空油淬马氏体不锈钢表面白亮层的形成原因

马氏体不锈钢螺母的表面在空气环境中易出现棕黄色锈迹,利用光学显微镜、扫描电镜和化学元素检测等方法对马氏体不锈钢表面锈蚀进行分析。结果表明,马氏体不锈钢在真空固溶+油液淬火后表面形成一层均匀的白亮层组织,白亮层组织耐蚀性较正常的马氏体组织差,白亮层组织在空气中易锈蚀,锈蚀通常不穿透白亮层。通过碳含量测定及机理分析,认为白亮层产生的必要条件为真空加热、油液冷却。真空加热引起不锈钢表层合金元素Cr贫化、冷却时油液中的碳渗入导致表层增碳,导致淬火时不锈钢表层未发生马氏体转变,形成耐蚀性较差的白亮层组织。     

热处理工艺对H13钢组织和力学性能的影响

比较了H13钢盐浴分级淬火、盐浴分级淬火＋200℃×2h回火、真空高压气淬和真空高压气淬＋200℃×2h回火后的力学性能,试验表明,H13钢真空高压气淬后的力学性能更为优良。这主要是因为H13钢盐浴分级淬火后,存在拉应力,而真空高压气淬后存在压应力;同时还与真空淬火具有脱气作用,残留奥氏体较多等因素有关。研究结果还表明分级淬火后应快速冷却,减少贝氏体量,增加马氏体转变量,抵消部分热应力,有利于减小模具的畸变和提高韧性。     

上型板淬火工艺的改进

我厂用CrWMn钢生产的地板砖模具上型板，其形状如图1所示。该模块热处理是在箱式炉中840C加热60min后油淬，稍盐浴200℃回火120min。但是不管如何细心操作，A面总是凸起2～4mm，变形严重超差，变形率高达100％，淬裂倾向占66％，废品率极高。1变形分析我们认为，上型板变形开裂的主要原因是：淬火加热时，表面氧化脱碳，表层和心部的MS点不同，产生组织应力，导致开裂。并且，上型极A、B两面截面不对称，两面的冷却速度不同。A面凸凹不平，所以冷却速度大于B面。这样，淬火时领先冷却的A面就会首先发生马氏体转变，B面冷速则略滞后，…     

W18Cr4V钢真空气淬和普通油淬的组织与性能比较

采用真空气淬法和普通空气加热油淬法分别对W18Cr4V钢进行热处理。利用金相显微镜和洛氏硬度计对热处理后W18Cr4V高速钢的组织和硬度进行了比较观察和测试分析。结果表明,两种淬火工艺处理的试样组织基本一致,均为隐晶形的淬火马氏体基体组织、大颗粒状的共晶碳化物和细小点粒状的二次碳化物及残留奥氏体,气淬后的组织更均匀;回火后的组织也很相似,为回火马氏体及未溶解的共晶碳化物和二次碳化物。经真空气淬的试样硬度（65HRC）仅比普通空气加热油淬的（66HRC）略有降低,但能满足工模具的硬度要求,而且试样表面光洁,呈银灰色,变形微小,对于要求精度不太高的零件,无需进行后续加工,对环境也无污染。     

热成形钢的脱碳影响因素分析

采用Gleeble-3500热力模拟试验机模拟热成形工艺过程,分析了不同加热温度(890~950 ℃)、保温时间(240~1000 s)、化学成分(T1500HS和CR1300/2000HS钢两种不同材料)及不同表面涂油(有油和无油)对冷轧热成形钢表面脱碳的影响。结果表明,在正常加热温度(910~950 ℃)、保温时间(240~480 s)和炉内有良好保护气氛条件下,冷轧热成形钢热成形后脱碳较少;随着加热温度升高、保温时间延长、C含量增加、涂油量增多,冷轧热成形钢热成形后脱碳层深度增加;当脱碳层深度不大时(≤20 μm),脱碳层对热成形后材料拉伸性能影响很小;脱碳层对热成形后材料硬度有较大影响,脱碳层深度增大,硬度减小。     

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。     

机械齿轮钢渗碳热处理变形行为研究

以20Cr2Ni4A和钒微合金化的齿轮钢为对象,研究了其在不同淬火方式下的变形行为,并分析了渗碳热处理过程中渗碳深度与组织演变规律。结果表明,随着淬火方式从空冷到水冷再到油冷,齿轮用钢的平均变形率逐渐上升。油淬热处理后齿轮钢的有效硬化层深度大于空淬热处理。经过油淬处理后,齿轮钢组织中含有细小的马氏体组织,使得其显微硬度高于具有贝氏体+马氏体组织的空淬处理齿轮钢。     

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。     

真空高压气淬300M钢的显微组织与力学性能

对300M钢圆棒进行真空气淬试验,并对其淬透性、显微组织及力学性能进行了测试与分析。在10 bar N2真空高压气淬条件下,能淬透60 mm的300M钢圆棒,气淬后抗拉强度达到2000 MPa,屈服强度1700 MPa,塑韧性指标能达到油淬性能,气淬后的显微组织为均匀的板条马氏体。     

9Cr13轧辊钢淬火工艺研究

对高温加热后的9Cr13钢采用不同冷却介质进行淬火,随后均进行空冷,分析了不同冷却介质对高温加热后钢的表层组织、显微硬度以及心部韧性的影响。结果表明:不同冷却介质对9Cr13钢组织形貌、硬度及断口形貌有较大影响。当冷却介质为水时,表层组织中出现大量的片状马氏体,并出现脱碳现象,表层硬度最高,心部韧性较差,断口韧窝较少且出现大面积的较平区域;当冷却介质为10%盐水时,表层出现部分板条马氏体,硬度降低;冷却介质为机油时,表层组织出现大量细小的板条马氏体;当冷却介质为水-油双液时,表层组织中表现为大量的细小板条状马氏体,硬度分布均匀,且心部韧性较高,断口中出现大量小而深的韧窝。     

热处理工艺对矿山机械齿轮钢表面组织和硬度的影响

采用氩气和涂层联合保护对20Cr2Ni4矿山机械齿轮钢进行热处理,以减小脱碳层厚度,提高表面耐磨性能。通过组织观察和表面硬度测试,结果显示热处理后的材料硬度由表向里呈先迅速增加后逐渐平稳的趋势,材料表面的硬度较低,但仍大于未经过热处理的表面硬度。材料表面组织为铁素体(F)和马氏体(M),中心组织为马氏体(M)和贝氏体(B)。材料表面存在较薄的全脱碳层。氩气和涂层联合保护热处理的全脱碳层厚度为0.2mm,小于普通热处理的全脱碳层厚度0.3mm。因此氩气和涂层联合保护热处理可以有效地抑制脱碳反应的发生。     

高压气淬后9Cr18钢的组织和性能

研究了真空高压气淬热处理工艺对9Cr18钢组织、性能及变形的影响。结果表明,两种状态淬回火工艺处理的试样组织基本一致,均由马氏体、一次碳化物、二次碳化物和残余奥氏体组成。淬透性能满足生产要求。经真空气淬的试样硬度仅比油淬的略有降低,但变形微小,便于产品的后续加工,可替代现有的真空油淬工艺。     

扩散时间对20MnCrS5齿轮钢真空渗碳的影响

采用真空低压渗碳高压气淬工艺对20MnCrS5齿轮钢进行表面真空渗碳处理,分析扩散时间对硬度梯度、渗层深度、显微组织以及碳含量分布的影响,并优化真空渗碳工艺。结果表明,随着扩散时间的延长,C原子由表层向基体发生扩散,当扩散时间超过100 min后,C原子的扩散速度减缓;当C含量超过1.0%后,淬火后容易形成尺寸较大的残留奥氏体,随着C含量的降低,显微组织由孪晶马氏体向位错马氏体转变,硬度下降;在本试验条件下,20MnCrS5钢合适的真空低压渗碳高压气淬工艺为930 ℃强渗42 min,扩散140 min,0.6 MPa高压气淬至室温,并在160 ℃低温回火2 h。经该工艺处理后,组织中碳化物等级为1级,残留奥氏体等级为2级,马氏体等级为3级,表层无内氧化,渗碳层厚度约为0.91 mm,符合技术要求。     

退火和调质处理的40Cr钢的性能研究

对尺寸为?15 mm×20 mm的40Cr钢试样分别进行了840℃保温40 min炉冷退火、840℃保温50 min水淬和油淬以及淬火后540℃回火40 min空冷。检测了交货态棒材和热处理后试样的显微组织和硬度。采用JMatPro软件对40Cr钢的奥氏体化、马氏体转变和CCT曲线及淬火和回火过程进行了模拟。结果表明：交货态40Cr钢棒材的表面硬度为61 HRA;840℃退火后试样的硬度为49 HRA,组织为铁素体和珠光体;840℃水淬后试样的硬度为73 HRA,油淬后为71 HRA,组织均为板条马氏体;水淬和油淬随后540℃回火后试样的硬度均为66 HRA,组织主要为回火索氏体。     

呋喃树脂砂对超低碳钢铸件增碳缺陷的影响

应用呋喃树脂砂制备超低碳钢试验件,采用直读光谱成分分析、电子探针扫描、显微金相和力学性能测量等实验方法分析研究低碳钢试验件表层增碳规律和增碳机理。研究结果表明:呋喃树脂砂型(芯)表面的树脂粘结剂在高温金属液的作用下,树脂分解直接生成碳原子和燃烧生成CO2、CO、CH4等气体,气体在界面解离生成碳原子,这些碳原子直接溶解进入钢液,随着凝固的进行向钢液内部扩散,造成试验件表面出现严重增碳现象,表层含碳量达到本体含碳量的2~7倍,增碳层深度达到8~12 mm。表层硬度随着含碳量的增加而增加,表层显微组织中会出现针状马氏体组织;随着试验件壁厚的增加,表面含碳量和增碳层深度都有所增加。     

盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢淬火组织

研究了盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢淬火时,不同的加热温度、保温时间和冷却方式对其显微组织的影响.结果表明,该钢在1000～1150℃加热保温30 min油冷后,其组织主要由马氏体、残留奥氏体和未溶碳化物组成.随加热温度的提高,碳化物逐渐溶入基体,组织中的针状马氏体逐渐转变成板条马氏体,且板条逐渐粗化,残留奥氏体的数量不断增加.试验钢在1050℃下保温20～ 60 min油冷后,随着保温时间的延长,针状马氏体逐步被板条马氏体所取代.推荐淬火工艺为1050℃保温30 min,油淬.