工艺参数对H13钢离子渗氮层性能的影响

利用离子渗氮妒对H13模具钢进行了离子渗氮处理,研究了不同温度及时间对渗氮层性能的影响。结果表明,随渗氮温度的提高,表面硬度先升高后降低,渗氯层厚度逐渐增加;随保温时间的延长,表面硬度逐渐降低,硬化层厚度逐渐增加;表面残留应力随着渗氮温度的提高和保温时间的延长均呈现升高趋势。另外,生产实践表明,渗氮后,模具使用寿命明显提高。     

稀土对H13钢在盐浴氮化中的影响

研究了稀土对Ｈ１３钢在盐浴氮化中的影响。对Ｈ１３钢进行低温无毒硫氮碳共渗,在这基础上加入稀土元素,实验结果表明,稀土元素的加入可加速盐浴氮化的过程,具有催渗效果,并能改善其性能,满足模具盐浴氮化的技术要求,具有较好的经济效益和社会效益     

碳氮共渗及离子氮化H13钢的抗热疲劳性能

分别制备了调质、离子氮化和碳氮共渗处理的H13钢试样,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对其渗层进行了分析,检测了不同处理后H13钢的抗热疲劳性能.结果表明:经过1000次18℃→700℃热疲劳试验后,碳氮共渗H13钢表面萌生了少量的热裂纹;而离子氮化H13钢表面的热裂纹已经形成网状,并且穿透渗氮层扩展到基体内约300 μm;经调质处理的H13钢表面的热裂纹有轻微的发展,扩展到基体内约100μm;三种试样中碳氮共渗处理H13钢的抗热疲劳性能最好.     

离子注入对H13钢表面性能的影响

通过将RE^ N^ 和AlRE^ N^ 注入到H13钢表面，研究注入后H13钢表面性能的变化。纳米硬度分析表明：RE^ N^ 注入使H13钢表层纳米硬度从13．37GPa增加至16．6GPa，AlRE^ N^ 注入使H13钢表层纳米硬度从13．37GPa增加至20．57GPa。刻痕试验表明：注入试样表面结合强度发生了变化，形成“硬壳”。SEM分析：注入层性能与基体性能差别很大。X光电子能谱发现：注入后Ce峰位、La峰位、N峰位发生较大位移，生成的化合物极其复杂，为未知化合物。电子探针分析，有的离子注入试样表面有明显受到离子轰击的迹象。     

回火工艺对H13模具钢渗氮层的影响

用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪等研究了淬火+不同回火工艺处理H13模具钢再经相同气体渗氮处理后的渗层组织,用显微硬度计测试了渗层横截面的硬度,分析了回火工艺对渗氮层的影响.结果表明:经淬火+两次350℃回火的试样再渗氮后渗层较致密,硬度变化较平缓,但渗层厚度低于淬火+两次600℃回火后渗氮试样的;淬火+两次600...     

H13钢硬态铣削表面变质层研究

硬态切削中表面变质层对工件的物理力学性能和服役性能有重要影响。针对表面变质层厚度与晶粒细化程度问题,进行了H13钢硬态铣削正交试验,分析了变质层厚度与加工表面层微观组织演变的关系;建立了表面变质层厚度S关于切削速度v、径向切削深度a_e、每齿进给量f_z的预测模型。结果表明:变质层厚度越大,加工表面晶粒细化程度越高;白层的产生会弱化晶粒细化程度;回归模型可以较为准确地预测加工表面变质层厚度。     

H13钢氮化前后表面磁控溅射CrAlN薄膜的摩擦磨损性能

为了提高H13钢的表面耐磨性能,用直流磁控溅射法在氮化与未氮化的H13钢表面沉积CrAlN薄膜,并对处理前后的摩擦磨损性能进行了比较;用扫描电镜观察薄膜形貌,并测其厚度;测量了随炉硅片的薄膜显微硬度;用摩擦磨损试验机测试了在室温和600℃条件下薄膜的摩擦磨损性能。结果表明：薄膜平均厚度为4．8μm,硬度为23．7GPa;室温条件下材料的表面摩擦因数为0．60～0．65,600℃条件下摩擦因数为0．61～0．96;CrAlN／氮化H13钢和CrAlN／H13钢在室温摩擦时的耐磨性分别是H13钢的1．9倍和1．7倍,在600℃条件下耐磨性分别是H13钢的1．25倍和7倍。     

H13钢超塑成形性能研究

对 H13钢的超塑性能进行了试验研究 ,得出了变形温度和应变速率对 H13钢超塑性能的影响规律。结果表明 :H13钢经 10 0 0℃三次循环淬火后 ,晶粒度可达 13级 ;在温度为 840℃ ,应变速率为 1.6× 10 - 4 s- 1的条件下拉伸 ,其最大延伸率为 185 % ,流变应力为 31MPa,m值为 0 .2 6。本研究为 H13钢的超塑性成形工艺提供了最佳工艺参数。     

H13材料的性能及其应用研究

对热作模具钢H13材料的性能进行了介绍,结合生产实践,分析了其热处理变形情况及加工工艺,与国产热作模具钢5CrNiMo相比,用H13制造的模具寿命提高近一倍,而其产成比提高约92.3%。     

H13钢轧机芯棒的试验研究

轧机芯棒是冶金行业连续式轧管机轧制无缝钢管的主要工装之一,芯棒的需求量与无缝钢管的产量同比增长。轧机芯棒直径为107～277mm,其工作长度一般为15～18m,属于超长杆件。目前芯棒所用材料为美国热作模具钢H13(4Cr5MoSiV1)。通过对国产芯棒材料的冶炼、锻造和热处理试验,获取了大量试验数据,经过筛选和优化,获得了H13钢轧机芯棒的热处理生产工艺,为实现计算机辅助热处理工艺设计(CAPP)提供基础数据,同时也对H13钢的应用进行深入探讨。     

渗氮温度对3Cr13不锈钢表面离子渗氮层组织和性能的影响

利用等离子渗氮技术,在不同温度下对3Cr13不锈钢渗氮6 h,研究了渗氮温度对渗氮层组织结构和性能的影响。结果表明:渗氮温度显著影响3Cr13不锈钢表面渗氮层的结构与性能,渗层厚度随着渗氮温度的升高而增加;渗氮温度升高促使表面相由α′N相和ε相逐渐变成CrN相及γ′相;随着渗氮温度的升高表面硬度提高,耐磨性能随之提高;而耐蚀性在低温渗氮(400℃)时比基体略有提高,之后(≥450℃)随着渗氮温度的升高呈下降趋势,且低于基体的。     

38CrMoAl液压柱塞无白亮层低温离子渗氮工艺研究

对38CrMoAl液压柱塞进行低温离子渗氮,研究不形成白亮层的工艺条件。采用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机对处理后的38CrMoAl钢显微组织、截面硬度、渗层脆性、耐磨性进行了分析。研究结果表明,相比于510℃常规离子渗氮工艺,38CrMoAl钢经450℃低温离子渗氮工艺处理后无白亮层产生,X射线衍射分析表明表层无γ'-Fe₄N相生成。同时,38CrMoAl钢经450℃低温离子渗氮工艺处理后,不仅截面硬度满足使用要求,而且渗层脆性显著降低,压痕周围均无裂纹产生。耐磨性研究表明,在较大载荷下,450℃低温离子渗氮后耐磨性比510℃常规离子渗氮好。     

模具钢H13熔盐Cr－RE共渗的组织结构与耐磨性能研究

研究模具钢Ｈ１３熔盐Ｃｒ—ＲＥ共渗对表面显微组织特征及其性能的影响，渗剂中加入适量稀土可使渗速提高２０％～５０％，Ｃｒ－ＲＥ共渗优于单一渗Ｃｒ，可明显提高模具表面硬度、抗氧化能力和耐磨性能。     

新型马氏体耐磨钢的冲击磨料磨损性能

对自行研制的新型ADVANS 450W马氏体耐磨钢分别进行了(900,1 050,1 200)℃×0.5 h油淬+300℃×2 h空冷处理,然后在MLD-10型动载磨料磨损试验机上,在3.5 J冲击能量下分别进行了石英砂和棕刚玉磨料下的冲击磨料磨损试验,并与ZGMn13钢进行了对比;用X射线衍射仪测定了试验前后钢中残余奥氏体含量的变化,用扫描电镜分析了磨损机理。结果表明:在900℃奥氏体化淬回火得到的试验钢能够获得较高的硬度,强韧性匹配较理想,在不同类型磨料下其耐磨性都优于其它处理条件和ZGMn13钢的,磨损试验后磨损面硬度明显提高,且存在一定深度的塑性变形层,钢中的残余奥氏体转变为马氏体;在棕刚玉磨料下,磨损机理以显微切削为主,在石英砂磨料下,磨损机理以塑变疲劳为主。     

H13热作模具钢稀土硼碳氮多元共渗

对H13热作模具钢稀土硼碳氮共渗工艺进行了研究，并对其共渗层的组织、硬度及耐磨性和抗氧化性进行了测试与分析，结果表明与碳氮硼共渗工艺相比，稀土硼碳氮共渗层的硬度、耐磨性和抗氧化性明显提高。稀土元素的渗入不仅提高了渗层的硬度、耐磨性和抗氧化性，并且使过渡层的硬度变化减缓，增强了基体与共渗层的结合，为共渗层提供强有力的支撑作用。     

刀具姿态对H13模具钢加工表面残余应力的影响

测量高速铣削条件下采用不同刀具姿态加工淬硬H13模具钢后的残余应力,实验结果表明:不同的刀具姿态对表面残余应力幅值有较大影响;相同的刀具姿态,切削方式不同也会影响表面残余应力的变化趋势。实验结果显示逆铣条件下前倾角15°、侧倾角-15°时表面残余压应力最大。分析刀具刃线与工件的接触几何模型特征,得出铣削后残余应力分布规律,优化高速铣削刀具姿态参数。     

砂带磨削1Cr13叶片表面粗糙度的试验研究

为改善叶片材料的表面磨削效果,本文进行了砂带磨削1Cr13叶片表面粗糙度的试验研究,系统分析了磨削用量对表面粗糙度的影响规律。该研究对生产实践具有理论指导意义。     

稀土Y对H13钢表面TiN薄膜高温摩擦磨损性能的影响

利用离子镀技术,在H13钢基体上制备了TiN薄膜,并且添加稀土元素Y作为过渡层处理,进行TiN系列薄膜高温摩擦磨损性能的对比试验。结果表明,采取适当的镀膜工艺添加稀土元素Y后,TiN薄膜处理的试样的摩擦因数由0.163减小到0.129,磨损率也由0.88‰降低到0.09‰。试样表面的磨损形貌分析结果表明,TiN薄膜处理的试样表面有大片的粘着磨损破裂区和由磨粒磨损引起的较深犁沟;TiYN薄膜处理的试样则保持了较平顺的磨损表面,没有明显的粘着磨损破裂区和磨粒磨损形成的犁沟。稀土元素Y的加入,进一步改善了TiN薄膜的高温摩擦磨损性能,提高了H13热作模具的抗磨减摩效果。     

电渣重熔控制H13钢中夹杂物研究

H13钢是热作模具钢中应用最广泛的钢种之一,夹杂物对其性能有危害作用.用金相显微镜、扫描电镜对电渣重熔工艺控制H13钢中夹杂物进行了研究.结果表明:电渣重熔后夹杂物尺寸和数量均有所减少,但产生了新的TiN类夹杂物,形状为三角形和四边形形状.