表面淬火工艺对大型轴承套圈用42CrMo钢淬硬层的影响

对42CrMo中碳轴承钢进行不同温度中频感应加热及淬火介质的表面淬火处理,并使用洛氏硬度计、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对淬火试样不同区域组织及硬度进行测试分析。结果表明,经表面淬火处理后,按硬度由大到小试样可分为淬硬区、过渡区及基体3个区域,随着表面淬火加热温度的升高,表面淬硬层的深度增加,并且相对于水淬,油淬的淬硬层深度显著减少。组织分析表明,水淬淬硬区组织均为马氏体,而油淬工艺由于冷速较慢,淬硬层组织为马氏体+铁素体组织,不同表面淬火工艺条件下过渡区组织均为马氏体+回火索氏体,基体为原始调质态的回火索氏体。淬硬区、过渡区及基体的组织差异导致不同区域的硬度差异。实际应用中应根据所需淬硬层深度选择合适的水淬加热温度。     

磨削用量对球墨铸铁QT400磨削淬硬层及其均匀性的影响

采用逆磨+顺磨的双程平面磨削方式对球墨铸铁QT400进行磨削淬硬试验,研究了磨削深度a_p和试样进给速度v_w对淬硬层及其均匀性的影响。结果表明,磨削后试样表层存在熔化、完全相变淬硬和未完全相变淬硬等3种情况,其中,熔化层组织为二次渗碳体、残留奥氏体和碳化物,完全相变淬硬层组织为针状马氏体、残留奥氏体和球状石墨,未完全淬硬层组织为针状马氏体、铁素体、残留奥氏体和球状石墨。显微硬度分布曲线中高硬度区的平均硬度值在850~950 HV0.2之间,与基体(190~230 HV0.2)相比,显微硬度提高近3倍。随着磨削深度a_p的增大或试样进给速度v_w的减小,试样表层呈现“完全未淬硬→未完全淬硬→完全淬硬→熔化”的变化规律,显微硬度分布曲线中高硬度区的范围也变宽,淬硬层的深度也增大且均匀性良好。     

激光淬火处理后半高速钢的组织及性能

采用横流CO₂激光器对半高速钢5Cr5MoSiV表面进行了激光淬火试验,并对淬硬层组织及性能做了研究。结果表明,半高速钢激光淬火层主要分为4个区域：完全淬火区,不完全淬火区,过渡区和基体。完全淬火区的显微组织为马氏体+残留奥氏体+少量碳化物。淬硬层显微硬度比基体显微硬度提高了1.5倍。激光功率与扫描速率的改变对淬火后的表面硬度影响较小,但功率或扫描速率的改变会对淬硬层深度产生明显影响。     

热处理工艺对活塞杆硬度的影响

通过对不同热处理状态下的42CrMo合金结构钢的硬度测定和显微组织观察,分析了热处理工艺对合金硬度的影响。结果表明,细杆高频淬火后近表面硬度为689.4 HV1.0,淬硬层平均硬度为434.6 HV0.1;回火后淬硬层平均硬度略有降低;底座高频淬火后淬硬层厚度为1.16 mm,硬度为459.4 HV0.1,表面淬火+回火后淬硬层的厚度为0.96 mm,硬度为464.7 HV0.1。两种热处理工艺均能保证细杆和底座的淬硬层与基体之间形成缓降式硬度梯度过渡。     

原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层的影响

在MKL7132X6/12数控强力成形磨床上对42CrMo钢进行磨削淬硬加工试验,通过光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等测试仪器测量和分析磨削淬硬层的宏观组织、显微组织、硬度以及淬硬层深度,研究原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层组织和硬度的影响。结果表明:完全淬硬层表层由针状马氏体和少量未溶碳化物组成;中间层由略粗针状马氏体和少量未溶碳化物组成;过渡层组织因原始组织而异。原始组织对完全淬硬区组织和硬度无明显影响,显微硬度620~700 HV。但随着工件材料原始组织均匀性的提高,略粗马氏体组织距工件表面的距离变大,且磨削淬硬层深度变大。     

冷却方式及试样尺寸对42CrMo钢磨削淬硬层影响

在MM7132平面磨床上对42CrMo钢进行了磨削淬火试验,研究了冷却方式及试样尺寸对淬硬层厚度及淬硬区组织的影响。结果表明:在湿磨条件下,随磨削深度的增加,淬硬层厚度总体呈增加趋势,淬硬层厚度均达到1.5 mm。磨削深度为0.2 mm、试件高度为100 mm干磨时,淬硬层厚度为0.75 mm,淬硬层显微硬度最高为771.8 HV;试件高度为150 mm时淬硬层厚度为0.5 mm,淬硬层显微硬度最高为605.4 HV。干磨时马氏体组织更细小。     

砂轮特性对40Cr钢磨削淬硬层的影响

以平面磨削淬硬试验为基础,研究了不同砂轮特性条件下40Cr钢磨削淬硬层的组织与性能。结果表明,在磨削淬硬加工中的热、机械耦合作用下,砂轮特性对磨削淬硬层的马氏体组织形貌及其高硬度区硬度值无显著影响。随着砂轮粒度或砂轮硬度的提高,磨削淬硬层深度相应增加。与树脂结合剂砂轮相比,采用陶瓷结合剂砂轮可使淬硬层深度增加近40％。     

40Cr钢磨削淬硬层的磨损试验

在平面磨床上对40Cr钢进行了磨削淬硬处理,研究了磨削淬硬层的组织、耐磨性和磨损机理.结果表明,40Cr钢磨削淬硬层主要由板条马氏体和孪晶马氏体组成,位错密度较高;淬硬层显微硬度高达670 HV0.5,且存在残余压应力.与调质态基体相比,磨削淬硬层的耐磨性提高6～11倍;在干摩擦条件下,磨削淬硬层的磨损机理主要为磨粒磨损和氧化磨损.     

三代轮毂轴承法兰内圈的感应淬火工艺

研究了感应加热淬火工艺参数对轮毂轴承法兰内圈淬火硬化层和组织的影响。结果表明,随着感应加热总能量的提升,淬硬区宏观轮廓逐渐增大,淬硬层深度加深;内圈淬硬区表层及次表层正常组织为细针马氏体+板条马氏体,淬火加热总能量过高会导致表层过热而形成粗针马氏体,甚至过烧;过渡区正常组织为细针马氏体及少量的铁素体+屈氏体,淬火加热总能量过低会导致过渡区形成大量的屈氏体组织,同时残留铁素体量也会增多。感应淬火加热功率180 kW,加热时间5.4 s为最佳的工艺参数。     

42CrMo钢单程与往复磨削淬硬试验研究

在MM7132平面磨床采用单程、往复磨削对调质态42CrMo钢进行磨削淬硬试验.结果表明:0.2 mm 三次往复磨削、0.3 mm两次往复磨削、单程0.6 mm磨削条件下淬硬层均获得了马氏体组织.0.2 mm 三次往复磨削淬硬层为细小的针状马氏体组织,其显微硬度最高值为824.2 HV;0.3 mm两次往复磨削淬硬层为板条状马氏体组织,其显微硬度最高值为752.2 HV,单程0.6 mm磨削淬硬层为体积略大的板条状马氏体组织,淬硬层的硬度最高值为724.4 HV.     

T10钢激光相变硬化的组织与性能研究

采用激光相变硬化工艺对T10钢表面进行改性处理,并对改性后的组织与性能进行研究.结果表明,硬化区组织为针状马氏体 少量残余奥氏体;热影响区组织为少量针状马氏体 珠光体 网状渗碳体;基材组织为珠光体 网状渗碳体.淬硬层表面的洛氏硬度最高值为63.5HRC,淬硬层内的显微硬度分布均匀,从硬化IX---,热影响区-基材显微硬度呈梯度变化.激光相变硬化后淬硬层耐磨性比常规淬火后耐磨性提高10%左右.     

球墨铸铁的激光相变硬化

利用TJ—HL-T5000激光器,对QT600-3球墨铸铁进行激光相变硬化研究,测量了淬硬层深度和硬度分布,并对其金相组织进行了观察和分析。结果表明,QT600—3球墨铸铁激光淬硬层组织的表层结构致密,硬度可达920HV,淬硬深度约为0．5mm,从表面沿深度方向出现包围石墨球的马氏体壳组织,对提高耐磨性有利。     

亚共晶白口铸铁等离子弧表面淬火的淬硬层性能研究

运用等离子弧束作为热源对亚共晶白口合金铸铁进行表面淬火处理,采用正交试验法优化等离子弧表面淬火工艺参数,分析各主要工艺参数对淬硬层硬度、深度的影响规律,并对处理后淬硬层显微硬度和显微组织状态进行分析与讨论.结果表明:对淬硬层硬度影响的主要参数是工作电流,其次是喷嘴工件间距,然后才是弧束的扫描速度;对淬硬层深度影响最大的参数是弧束的扫描速度,其次为工作电流;随着电流值的增加,淬硬层深度、硬度提高,但需要控制工作电流值;随着扫描速度的提高和喷嘴到工件距离的不断增加,淬硬层的硬度、深度下降;利用等离子弧束对工件进行表面淬火处理,需确定最佳工艺参数.     

40Cr双程磨削淬硬的数值模拟

基于40Cr的双程往复磨削淬硬试验,利用有限元软件Deform-2D对双程往复磨削淬硬进行数值模拟,并且对组织转变进行了二次开发.把工件看成多相组织,建立了往复磨削热流模型,利用组织转变动力学,模拟得到了工件的温度场,组织场,硬度场等变化关系仿真结果,仿真结果与实验数据较吻合.本研究为揭示磨削淬硬层的形成机理、优化磨削淬硬工艺和控制磨削淬硬层的质量提供了基础.     

42CrMo钢激光-感应复合淬火淬硬层几何特征及组织研究

采用激光-感应复合淬火的新工艺,将激光和电磁感应两种热源复合提高42CrMo钢激光淬火的淬硬层深度和均匀性。利用COMSOL Multiphysics 5.5软件对42CrMo复合淬火过程中温度场的演变过程进行分析,通过淬火实验对模型进行了验证,淬硬层深度模拟值与实验值一致性较高。采用该模型,比较了复合淬火与单一激光和单一感应淬火在同工艺下淬硬层的表面温度和深度,分析了不同扫描速度和激光光斑尺寸对淬硬层深度的影响。通过实验对复合淬火的淬硬层深度、硬度、晶粒大小和显微组织进行分析。结果表明,激光-感应复合淬火可以有效提高试样的表面淬火温度,提高淬硬层宽度和深度,弥补单一激光淬火功率不足的缺点,通过模型预测了复合淬火最优扫描速度和光斑尺寸。相较于两种单一淬火,复合淬火的晶粒度和显微组织形态在深度方向上的变化趋势与激光淬火相似,且具有更高的淬硬层平均硬度。     

40Cr钢光纤激光淬火强化效果与残余应力

为提高40Cr钢的耐磨性和疲劳性能,利用YLS-4000型光纤激光器对40Cr钢表面进行淬火强化。利用扫描电镜、显微硬度计等对淬硬层组织和硬度进行了分析,采用X-350A型应力测定仪对淬硬层的残余应力和残留奥氏体进行了测试。结果表明:40Cr钢表面激光淬硬层主要由板条状马氏体组成,马氏体的体积分数在95%以上,马氏体晶粒较基体组织有明显细化;淬硬表层的平均显微硬度(710.5 HV)显著高于基体(235.5 HV),随着到表面距离的增加硬度值逐渐降低至基体硬度;淬硬层表面产生较大的残余压应力,压应力值高达230 MPa以上。     

冷却方式对磨削淬硬加工层性能影响的实验研究

在平面磨床上对AISI1045钢进行了磨削淬硬处理,研究了乳化液、干燥空气和液态氮等三种不同冷却介质对磨削淬硬层组织和性能的影响。结果表明,采用乳化液冷却时,试件表层组织为珠光体,无淬硬层,表面粗糙度数值小,表层残余应力为压应力;采用液态氮和干燥空气冷却时,试件表层均被淬硬,组织均为马氏体,表面粗糙度变化不大,但使用液态氮冷却获得的硬度高,且表层应力为压应力;采用空气冷却获得的淬硬层深度深,表层残余应力为拉应力。     

双程切入磨削表面硬化层的研究

采用缓进给磨削方式和不同的磨削行程对40Cr钢进行了磨削淬硬,对单程和双程磨削表面硬化层的组织与性能进行了比较。结果表明,尽管单程和双程磨削时的原始组织不同,但两者的表面硬化层组织及其变化趋势完全相同。双程磨削淬硬可使表面硬化层深度及其均匀性、显微硬度及耐磨性得到进一步提高;但其最大残余压应力值及应力影响深度有所降低。双程磨削硬化层组织的形成机制同样适用于多程磨削淬硬或淬硬钢的磨削淬硬等场合。     

不同冷却方式对ZG35Cr2NiMoVTi钢硬韧性与冲击磨料磨损性能的影响

通过显微组织观察、力学性能测试研究了不同冷却方式对热处理后ZG35Cr2NiMoVTi铸钢的组织及力学性能的影响,并与高锰钢(Mn13)进行了比较。结果表明,ZG35Cr2NiMoVTi钢炉冷组织为少量铁素体+珠光体,空冷、风冷组织为少量铁素体+珠光体+贝氏体,油淬、水淬组织为板条马氏体+少量残留奥氏体;其硬度随冷速提高而增加,水淬后硬度达最高值52 HRC;冲击韧性随冷速提高先增加后下降,风冷时最佳,油淬、水淬时较低。在冲击功为4.5 J的冲击磨料磨损条件下,其耐磨性随着硬韧性的增加而提高,炉冷最差,空冷、风冷后逐渐提高,油淬、水淬时较好;油淬、水淬时的耐磨性已优于高锰钢(Mn13)。     

砂轮粒度、砂轮转速对42CrMo钢磨削淬硬层的影响

在MM7132平面磨床上对正火态的42CrMo钢进行了磨削淬火试验,研究了砂轮粒度及砂轮转速对淬硬层深度及组织的影响。结果表明:磨削深度在0.1～0.6 mm变化时,砂轮粒度对淬硬层深度影响不明显,砂轮转速由1500 r/min增加至3000 r/min过程中,磨削淬火的工艺稳定性得到提高。磨削淬火后,42CrMo钢的完全淬硬区显微硬度为510～850 HV,完全淬硬区由细小的板条状马氏体组成,过渡区由马氏体、铁素体、珠光体以及回火索氏体组织组成。