新型钛合金TC8-1棒材显微组织及热处理工艺

针对适用于航空发动机压气机盘件而开发的TC8-1新型钛合金,分析锻制棒材的显微组织,测定β相变温度。合金适用双重退火热处理,根据组织中初生α相含量确定第一重退火温度,最终确定最佳热处理工艺参数。结果表明,TC8-1钛合金(α+β)/β相变温度约为1005 ℃,TC8-1锻制棒材为典型的双态组织,满足锻压要求;TC8-1合金最佳双重退火热处理工艺为：930 ℃×2 h,空冷+580 ℃×1h,空冷。     

锻后热处理工艺对轿车同步器齿环用HMn59-2-1-0.5合金组织与性能的影响

研究了锻后直接冷却及锻后重新加热到 72 0℃水淬后不同时效温度对轿车用同步器齿环组织和性能的影响。结果表明 :经锻后直接空冷、风冷、灰冷及 72 0℃水淬 15 0～ 2 0 0℃时效均能满足 α相含量 <5 % ,硬度 (16 8± 8) HB的技术要求 ;2 0 0℃时效 1h的齿环耐磨性优于锻后直接空冷的 ,但空冷工艺简单 ,成本低 ,且其耐磨性与进口齿环的相当     

回火工艺对1Cr17Ni2不锈钢锻后回火硬度的影响

采用正交试验等研究了回火温度、回火时间、回火次数及冷却方式对1Cr17Ni2不锈钢锻后回火硬度的影响。结果表明,本试验中在回火温度630~730 ℃,回火时间120~360 min,回火1~3次以及冷却方式分别为空冷、堆冷、砂冷的条件下,对1Cr17Ni2钢锻后回火硬度影响因素的主次排序为:回火次数＞回火温度＞回火时间＞冷却方式,其中随着回火次数增加,硬度逐步下降,其余参数在试验参数范围内与硬度无明显正相关关系。在保温时间为240 min时,将回火温度升高至720 ℃,或在680 ℃下,将保温时间延长至720 min,进行一次回火,回火后空冷,硬度均高于3.5 HBS。在加热温度为680 ℃、回火时间为180~210 min,回火后空冷,回火3次可将硬度降低至3.6 HBS以下。     

工艺参数对汽车曲轴锻件热疲劳性能的影响

采用不同工艺参数进行了48Mn V钢汽车曲轴的锻压,并进行了锻件热疲劳性能测试与分析。结果表明:随始锻温度从1100℃增至1180℃、终锻温度从900℃增至980℃、锻压变形量从5%增至13%时,曲轴锻件的热疲劳性能均先提高后下降。与1100℃始锻的曲轴相比,1160℃始锻的48Mn V汽车曲轴锻件的热疲劳裂纹级别从9级变为3级;与900℃终锻相比,940℃终锻的曲轴锻件的热疲劳裂纹级别从9级变为3级;与5%锻压变形量相比,11%锻压变形量时曲轴锻件的热疲劳裂纹级别从11级变为3级。优化的始锻温度、终锻温度和锻压变形量分别为1160、940℃和11%。     

TC8M-1钛合金热变形与热处理性能初探

为探究TC8M-1钛合金的热加工特性与热处理特性,选择910℃时、5%,15%,30%,50%和70%形变量锻造锻坯,观测锻坯显微组织。并分别与890及930℃时、40%变形量的锻坯显微组织进行对比。另外,还进行了热处理工艺试验探索。结果表明:TC8M-1钛合金塑性优良,锻造温度区间较宽。910℃温度下一火次变形量可达70%,但变形量超过50%后将出现细晶区域。40%变形量、930℃温度下的组织初生α相出现球化;40%变形量、890℃温度下的组织初生α相保留塑性变形痕迹。为兼顾室温拉伸强度与450℃高温的持久强度,TC8M-1钛合金适宜的热处理制度为:930℃/2 h+空冷;590℃/1 h+空冷。     

高铬铸铁叶片的热处理工艺

对挖泥船泥浆泵叶片用高铬铸铁的热处理工艺进行研究。结果表明,在奥氏体化温度分别为800、900、1000和1100℃下保温3 h 后空冷,高铬铸铁硬度随奥氏体化温度的升高先上升后下降,在1000℃淬火时的硬度最高;在1000℃分别保温1、2、3和4 h后空冷,发现保温2 h铸铁的硬度达到峰值;对1000℃×2 h空冷的铸铁试样分别在250℃和450℃回火2 h,发现回火硬度均有小幅提高,但250℃回火的试样冲击性能显著提升,冲击吸收能量达到4．13 J。该叶片材料的最佳热处理工艺为1000℃×2 h空冷淬火＋250℃×2 h回火,用该工艺热外理叶片可获得弥散分布的M7 C3型碳化物＋二次碳化物＋回火马氏体基体及少量残留奥氏体组织,抗泥沙磨损能力提高了34．41％。     

19Mn6钢板改锻作锅炉锻件的试验研究

研究19Mn6钢板经过锻造及热处理后能否代替20、25钢用作锅炉锻件.通过对原材料的化学成分、力学性能及金相组织进行分析,确定是否符合国家标准,然后进行下料、锻造、热处理、取样.经过试验及组织性能分析发现,19Mn6锻件的各项性能指标均能达到检验标准,可以代替20、25钢做锻件使用.并确定19Mn6钢锻件的锻造温度为:加热温度1200 ℃,保温1 min·mm-1;始锻温度1100～1150 ℃;终锻温度≥850 ℃,锻后空冷.锻后采用正火热处理,加热温度为910～940 ℃,保温时间为1 min·mm-1,空冷.     

回火工艺对1Cr12Ni3MoVN钢组织和性能的影响

通过显微组织分析、室温拉伸试验、冲击试验、硬度试验,研究不同回火制度下1Cr12Ni3MoVN钢的显微组织与力学性能。结果表明,随着回火温度的增加,1Cr12Ni3MoVN钢析出相数量不断增加,对材料的强度、冲击性能具有增强效果;碳化物聚集长大,基体组织逐渐由马氏体向回火索氏体转变,杂质元素在晶界处偏聚而降低了材料的断裂抗性,冲击韧性降低,回火温度应取较低温度;随565 ℃回火时间的延长,1Cr12Ni3MoVN钢抗拉强度、屈服强度、硬度下降,塑性变化不大,冲击吸收能量略有增加,回火保温时间不宜过长;随回火冷却速度的降低,1Cr12Ni3MoVN钢强度先升后降,塑性变化不大,冲击吸收能量显著下降,硬度变化不大,建议以空冷方式进行回火冷却。最佳的回火热处理工艺为565 ℃保温2 h,空冷。     

锻压工艺对高精度机床用镁合金阻尼性能的影响

采用不同的锻压工艺制备了高精度机床用Mg-Al-Zn-Ti镁合金试样,并进行了试样的显微组织和阻尼性能测试和分析。结果表明:随始锻温度或终锻温度或锻压比的提高,合金的阻尼性能均先提高后下降。合金的始锻温度优选为480℃、终锻温度优选为370℃、锻压比优选为11。在0.8 Hz测试频率下,始锻温度为480℃时合金阻尼性能较始锻温度为420℃时提高了124%。     

锻压工艺对数控机床齿轮锻件硬度和磨损性能的影响

采用不同的模具预热温度、始锻温度、终锻温度和锻压速度对4140数控机床齿轮毛坯进行了锻压,并进行了试样的硬度和磨损性能测试与分析。结果表明:在试验条件下,随模具预热温度从220℃升高至300℃、始锻温度从1150℃升高至1230℃、终锻温度从790℃升高至870℃或锻压速度从35 mm/min增加到55 mm/min,齿轮的硬度和磨损性能均先提高后下降。数控机床齿轮锻件的最佳工艺参数为:模具预热温度280℃、始锻温度1210℃、终锻温度850℃、锻压速度45 mm/min。     

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研究了在低温回火温度范围内,不同回火温度对新型高强韧微变形钢（GDL-1）断裂性能的影响,分析了7种不同热处理状态的断裂性能。结果表明,空冷状态的断裂韧度、冲击韧度要高于油淬状态,空冷后的残余奥氏体量高于油淬后的残留奥氏体量,此外低温回火改善钢的韧性,并使残余奥氏体的稳定性提高,从而使该钢在空冷250-300℃回火后具有良好的断裂韧性。     

热处理对热锻模材料GH4698组织和性能的影响

研究了不同固溶温度和和冷却方式对GH4698合金的组织、室温性能、高温性能及断裂韧性的影响。结果表明:1030℃低温固溶,合金获得细小均匀的晶粒尺寸;1030℃固溶+炉冷,γ′相初始尺寸偏大,屈服强度偏低,而1030℃固溶后空冷可以获得960 MPa室温屈服强度和750 MPa的750℃高温屈服强度,750℃高温断裂韧性达到13 kJ/m²;1100℃高温固溶,晶界碳化物包膜,且大中尺寸γ′相与小尺寸γ′相的质量比值高,导致屈服强度不足;相比航空件标准热处理制度,模具材料用GH4698合金采用1030℃×8 h/AC、1000℃×4 h/AC、760℃×16 h/AC+700℃×16 h/AC的热处理制度,可以获得750℃服役温度下最佳的屈服强度和足够的塑性,满足热模锻的使用要求。     

锻造斗齿的热处理工艺及组织性能

以锻造斗齿成品及斗齿用30CrMnSi钢亚温淬火工艺为研究对象,对斗齿成品不同部位的洛氏硬度及显微组织进行了分析;对30CrMnSi钢经不同模拟锻造余热淬火工艺处理后的组织和性能进行了对比研究。结果表明:斗齿成品表面硬度略低于次表层2~3 HRC,齿尖硬度高于齿根硬度5~10 HRC。通过模拟锻造余热分段淬火工艺,30CrMnSi钢在870 ℃水淬时,其冲击韧性最高,为74 J;当淬火温度低于870 ℃时,由于奥氏体化不均匀或较多铁素体的出现会导致冲击韧性降低;当淬火温度高于870 ℃时,由于加热时奥氏体晶粒粗大,淬火后所得马氏体也粗大,冲击韧性降低。建议生产中采用斗齿齿尖、齿根同时入水的整体淬火工艺,以使斗齿整体获得较高的硬度和韧性。     

锯片基材75Cr1钢的热处理工艺及其组织性能

研究了锯片基材75Cr1钢不同热处理工艺下的组织、晶粒度、碳化物分布以及力学性能。结果表明:780~840 ℃之间淬火,组织为细小的针片马氏体+少量残留奥氏体。随淬火温度升高,硬度略有升高,但均在63 HRC水平附近,晶粒度由10级降至8级,晶粒不均匀程度也更加明显;随回火温度升高,组织由回火屈氏体转变为回火索氏体,细小的颗粒状碳化物增多。800 ℃淬火+540 ℃回火,75Cr1钢组织为回火索氏体,细小碳化物弥散分布,硬度36.5 HRC,具有良好的强度和塑韧性匹配。     

大直径锻球的制备工艺及其磨损性能研究

研制了一种用于大型球磨机的新型大直径锻球。分析了磨球心部和表面的显微组织,测试了磨球距心部不同部位的硬度分布、冲击韧度和冲击磨料磨损等性能。结果表明,锻后空冷处理后的磨球整体组织均匀,心部与表面硬度差小于2 HRC,其体积硬度可达52 HRC;磨球冲击韧度为16 J/cm2。冲击磨料磨损试验结果表明,大直径锻球的磨损性(W-1)比65 Mn大直径锻球高出约30％,其耐磨性能明显提高。     

热处理工艺对4Cr3Mo2Si1V钢组织与性能的影响

利用热膨胀相变仪测定了新型热作模具钢4Cr3Mo2Si1V的奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,研究了其在不同淬火、回火工艺下的力学性能和显微组织。结果表明:4Cr3Mo2Si1V钢的珠光体与贝氏体的临界冷速分别为0.03 ℃·s^-1和0.8 ℃·s^-1。经淬火试验,发现该钢种在1030 ℃和1060 ℃油淬后具有较高的硬度,且晶粒未发生明显长大。随着回火温度的提高,其硬度呈现先增后降的趋势,在500 ℃回火时由于第二相粒子大量析出,析出强化作用增强,促使二次硬化现象产生,硬度达到峰值,约57 HRC。经过多组工艺对比后,发现1030 ℃淬火和600 ℃回火后的平均冲击吸收能量达到最大值,为265 J,且硬度值仍保持在52 HRC,故最终选定1030 ℃×30 min油淬+600 ℃×2 h回火两次作为4Cr3Mo2Si1V钢的最佳热处理工艺。     

45Mn2V锯片钢相变规律及热处理工艺研究

针对当前锯片用钢油淬工艺污染空气、成本较高等缺点,开发了其水淬工艺。以实际工业生产的15.3 mm厚45Mn2V锯片用钢板为研究对象,结合热模拟试验,对试验钢相变过程进行了研究。同时,结合实验室模拟和工业水淬试验,并与工业油淬进行对比,研究了45Mn2V钢板水淬条件下组织和性能变化。结果表明:采用w(C)=0.43%~0.46%、w(Mn)=1.45%~1.60%、w(V)=0.040%~0.055% 的化学成分设计,热模拟条件下45Mn2V 钢Ac₁=728 ℃、Ac₃=774 ℃、Ar₃=685 ℃、Ar₁=633 ℃,Ms=272 ℃。当冷速不大于3 ℃/s时,试验钢板组织类型为先析铁素体+珠光体;随着冷速的增加,先析铁素体含量减少,珠光体片层间距逐渐变小,向索氏体及屈氏体组织转变;冷速不小于30 ℃/s时,基本得到全马氏体组织。随水淬温度由770 ℃提升至850 ℃,钢板硬度由55.4HRC增加至63.8HRC;回火后钢板硬度变化趋势与淬火态类似,硬度为25.4HRC~-29.3HRC;不同淬火温度下,钢板20 ℃冲击功均在30 J以下;随着淬火温度的升高,钢板冲击韧性逐渐降低;不同温度淬火并经580 ℃回火后,钢板冲击韧性大幅提高。工业生产表明:采用820 ℃水淬+580 ℃回火工艺与850 ℃油淬+550 ℃回火处理的钢板,组织均为回火索氏体,但前者残余奥氏体含量略微增加;力学性能方面,前者强度和硬度略微降低,但冲击韧性更加优异。     

热处理工艺对5Cr5Mo2V钢组织与性能的影响

利用洛氏硬度计及场发射扫描电镜等研究了奥氏体化温度和回火温度对热锻模具用钢5Cr5Mo2V组织和性能的影响。结果表明:试验钢经过不同温度的淬火和回火处理后,组织均为回火马氏体+残留奥氏体+碳化物。当5Cr5Mo2V钢在920~1030 ℃淬火时,随淬火温度升高硬度值增加并于1030 ℃达到最大值62.53 HRC,之后硬度值趋于稳定,且在1030 ℃淬火时晶粒较为细小,超过1030 ℃淬火晶粒开始粗化;试验钢在480~550 ℃回火时,硬度值随回火温度升高逐渐增加,并于550 ℃出现二次硬化峰值,但在此温度下试验钢的冲击性能为最低,此后随回火温度升高冲击性能逐渐增加,当回火温度为600 ℃时,试验钢在维持较高硬度(49 HRC)的同时,冲击吸收能量可达21 J,故5Cr5Mo2V钢的最佳热处理工艺为:1030 ℃淬火30 min后油冷,随后在600 ℃回火(2 h)2次空冷。     

1Cr17Ni2铁素体含量的控制及其对性能的影响

航空发动机用1Cr17Ni2叶片经锻造及热处理后进行硬度检查,发现硬度偏低。通过在熔炼过程中调节Cr、Ni元素含量以及在后续热处理过程中逐步提高淬火温度,提出控制铁素体含量的具体办法,同时对不同铁素体含量的热处理后的棒料进行相关力学试验。结果表明:叶片硬度偏低与材料中存在较多δ?铁素体有关;1Cr17Ni2中δ?铁素体含量可以通过调节Cr、Ni元素含量及热处理过程中淬火温度进行控制,当原材料中铁素体形成元素含量高时,随着淬火温度的升高,特别是淬火温度高于1150 ℃,铁素体含量迅速增加;1Cr17Ni2合金钢中δ?铁素体含量过多时,其抗拉强度、冲击韧性、硬度等力学性能降低;通过合理调节原材料中Cr、Ni元素的含量,选择合适的热处理温度可以有效减少δ?铁素体含量,从而提高零件的力学性能。