G20CrNi2MoA渗碳轴承钢单支臂生产工艺实践

通过设计专用结晶器,优化重熔工艺,成功实现G20CrNi2MoA电渣锭单支臂生产。     

渗碳轴承钢G20CrNi2MoA的硫氮碳共渗工艺

以渗碳轴承钢G20Cr Ni2Mo A为研究对象,在570、580、600℃温度下对其退火态试样进行硫氮碳共渗,并进行淬火和低温回火处理,通过扫描电镜对其渗层及心部组织进行分析,并用显微硬度计对渗层进行了硬度分析。结果表明:580℃共渗后组织均匀细密、心部硬度较高;与一次淬火+低温回火相比,二次淬火+低温回火得到的晶粒尺寸更为细小,得到的渗层组织分布更为均匀且致密,表层为硫氮碳化合物,心部组织为回火马氏体。硫化物的存在可起到减小摩擦和具有一定自润滑的作用,增加轴承抗磨损能力,提高轴承寿命。     

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对两种不同原始组织的渗碳轴承钢G20CrNi2MoA试样分别进行正火、完全退火试验;对正常组织的G20CrNi2MoA钢试样通过不同的温度进行等温退火试验,观察组织变化.组织分析表明:正火可以消除带状组织;完全退火使得带状组织更加严重;等温退火温度越高带状越严重,当温度高于650℃时带状组织较明显.     

冷轧对G20CrNi2MoA渗碳轴承钢组织演变与耐磨性的影响

采用电子背散射衍射分析(EBSD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等方法研究了冷轧对G20CrNi2MoA渗碳轴承钢微观组织演变规律和耐磨性的影响。结果表明:冷轧能够细化原材料晶粒;当冷轧变形量由0%增加到30%时,经二次淬火后,表层碳化物面积分数由4.38%增加到5.99%,碳化物平均粒径由0.15 μm降低到0.13 μm;经二次低温回火后,表层约0.9 mm渗碳层深范围内碳含量梯度和显微硬度梯度得到提高,平均摩擦因数由0%的0.489降低到30%变形量下的0.346,磨损率由27.2×10^-6 mm³·N^-1·m^-1降低到9.1×10^-6 mm³·N^-1·m^-1。表明材料经30%冷轧变形后,由于表层碳化物的面积分数和硬度得到提高,磨粒磨损和疲劳磨损逐渐减轻,使耐磨性得到提高。     

G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理试验

进行了G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理试验.试验表明,用G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子,渗碳过程易于控制,淬火时可根据滚子尺寸不同,选择合适的淬火冷却介质,能完全保证G20CrNi2MoA钢制造的轴承滚子的淬火质量.用G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子,在满足技术要求的同时,即节约了材料费用,又减少了热处理加工费用,具有推广价值.     

G20CrNi2MoA轴承钢控轧控冷工艺热模拟研究

控轧控冷是先进轴承钢的重要生产工艺。利用Gleeble3500热模拟试验机对G20CrNi2MoA轴承钢进行了控制轧制和控制冷却的热模拟试验，分析了变形温度、变形程度和冷却速率对G20CrNi2MoA优质滚动轴承钢微观组织和硬度的影响。基于试验结果，确定了开轧温度900 ℃、变形量30%的条件进行轧制，终轧后以5 ℃/s的冷却速率冷却到650 ℃，再以2 ℃/s的冷却速率冷却至室温的控轧控冷工艺。该工艺可获得比原始组织更细小均匀的贝氏体组织，试验钢综合力学性能有所提高，抗拉强度提升180 MPa、屈服强度变化较小、硬度提升50HV，断后伸长率提升2%。     

G20CrNi2MoA轴承钢控轧控冷工艺热模拟研究

控轧控冷是先进轴承钢的重要生产工艺。利用Gleeble3500热模拟试验机对G20CrNi2MoA轴承钢进行了控制轧制和控制冷却的热模拟试验，分析了变形温度、变形程度和冷却速率对G20CrNi2MoA优质滚动轴承钢微观组织和硬度的影响。基于试验结果，确定了开轧温度900 ℃、变形量30%的条件进行轧制，终轧后以5 ℃/s的冷却速率冷却到650 ℃，再以2 ℃/s的冷却速率冷却至室温的控轧控冷工艺。该工艺可获得比原始组织更细小均匀的贝氏体组织，试验钢综合力学性能有所提高，抗拉强度提升180 MPa、屈服强度变化较小、硬度提升50HV，断后伸长率提升2%。     

17CrNi2MoA齿轮轴稀土渗碳新工艺的研究

通过一系列试验,摸索出利用稀土低温渗碳技术。适当调整工艺参数,经生产实践验证,解决了变形超差问题。同时提高渗速、改善金相组织,取得满意效果。     

钢铁件渗碳层深度的电磁无损检测

通过分析磁矫顽力与渗碳层深度之间的关系。应用所试制的电磁无损检测仪(DWY—1)测量渗碳层深度。实践证明，该仪器完全能满足生产实际对渗碳层深度的测量要求。     

脉冲电流改善G20CrNi2MoA轴承钢基体组织的应用研究

大型铁路车辆轴承用钢G20CrNi2MoA在加热转变为奥氏体时,加入一定电流、频率的脉冲参数,以改变该材料的相变动力学条件.结果表明,在较短时间内脉冲电流处理后的G20CrNi2MoA钢可以消除带状组织,细化晶粒.     

终轧后G20CrNi2MoA轴承钢连续冷却相变规律

采用Gleeble 3500热模拟实验机研究了G20Cr Ni2Mo A轴承钢在连续冷却过程中的相变规律,结合膨胀曲线绘制出G20Cr Ni2Mo A钢连续冷却转变曲线,并对不同冷速下显微组织和维氏硬度进行分析。结果表明:在低速冷却时,在两相区先发生铁素体相变,随着冷速的增加,铁素体逐渐减少,基体内残留奥氏体增多,珠光体相变温度区间为600~700℃,贝氏体相变区间主要集中在400~600℃,马氏体转变温度为412℃,当冷速在0.5~5℃/s时,室温下获得贝氏体组织,当冷速大于10℃/s时室温下将获得马氏体组织。     

冷轧轴承套圈应力集中磁记忆无损检测仿真与实验研究

局部应力集中形成的裂纹是导致轴承套圈失效的主要因素,目前,金属磁记忆方法是检测铁磁性构件早期损伤或应力集中的有效手段。为了实现冷轧轴承套圈磁记忆检测信号与缺陷应力关系的研究,基于ANSYS软件平台,建立了含孔洞缺陷的环坯冷轧三维有限元模型以及轴承套圈磁记忆检测三维有限元模型,研究了冷轧过程孔洞缺陷附近应力分布规律;基于力磁耦合分析,研究了冷轧轴承套圈孔洞缺陷及应力集中处的磁场分布规律,揭示了孔洞缺陷及应力集中处的磁记忆信号切向和法向的变化特征。结果表明在冷轧轴承套圈孔洞缺陷及应力集中区域附近,磁记忆信号发生跃变。     

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。     

渗碳温度对22Si2MnCrNi2MoA钢渗碳层的影响

通过固体渗碳试验研究了加热温度对钎具用钢22Si2MnCrNi2MoA渗碳层的影响,分析了渗碳温度-碳浓度-显微硬度-残留奥氏体的关系以及残留奥氏体的控制措施.结果表明:当渗碳时间为6h时,随着渗碳温度的升高,渗碳层的碳浓度逐渐增加,碳浓度分布梯度越来越平缓.22Si2MnCrNi2MoA钢渗碳层的显微硬度-碳浓度关系符合正态分布.在渗碳处理过程中,为了使渗碳表层获得硬度很高的马氏体组织,22Si2MnCrNi2MoA钢渗碳层表面碳浓度应该控制在0.80％ ～0.90％之间.当表面碳浓度超过0.80％～0.90％时,渗碳完成后需采取后续的工艺措施来消除已经存在的残留奥氏体,如采用长时间自然时效或深冷处理等.     

20CrNi2Mo渗碳轴承钢的变形抗力

利用MMS-300热/力模拟实验机,在变形温度850℃~1150℃、应变量0~0.8和应变速率0.01s-1~10s-1条件下对20CrNi2Mo钢进行高温单道次压缩实验,分析变形温度、变形速率和变形程度对变形抗力的影响。结果表明,变形温度和变形速率对20CrNi2Mo钢变形抗力的影响最为强烈:20CrNi2Mo钢变形抗力随变形温度的升高而减小,随变形速率的提高而增大;且变形温度、变形速率和应变量3个因素之间相互作用,共同影响变形抗力。利用多元非线性回归建立了20CrNi2Mo钢高温变形抗力数学模型,与实测值比较表明,模型拟合程度较好。     

不同方法的轴承套圈夹杂物无损检测

利用磁粉检测(黑磁粉、荧光磁粉)与超声检测(A型显示、相控阵)等四种无损检测方法,分别对铁路轴承套圈的夹杂物进行了检测试验,并且与金相分析结果进行了对比;最后,对上述四种无损检测方法检测轴承套圈夹杂物的表征进行了总结。     

20CrNi2Mo材料齿轮渗碳工艺改进

将20CrNi2Mo渗碳钢材料齿轮渗碳工艺由传统的渗碳-缓冷-球化退火-加热淬火-低温回火,改为渗碳后直接淬火,并从理论上分析了直淬的可行性,为20CrNi2Mo的渗碳热处理工艺的改进提供了一些实践经验和理论数据.     

G20CrNi2MoA钢的回火特性及在柴油机针阀体上的应用

研究了由G20CrNi2MoA渗碳轴承钢制作的柴油机渗碳针阀体的回火特性。对该材料的化学成分、力学性能及显微组织进行了详细的检测,并研究制定了最佳的热处理工艺。在180~250 ℃不同温度下对针阀体试样进行回火处理,通过光学显微镜对针阀体座面及心部组织进行了分析,XRD检测了端面残奥含量,并用显微维氏硬度计对座面渗层及心部进行了硬度分析。结果表明,当回火温度为230 ℃时,G20CrNi2MoA钢针阀体的座面硬度可达740 HV(61.8 HRC),端面残奥体积分数为0.25%,能保证针阀体在230 ℃左右温度下具有良好的耐磨性和组织、尺寸的稳定性。试制出的针阀体寿命较长,能满足柴油机对针阀体的使用要求。     

流态化渗碳层深度数学模型仿真研究

利用跳点法建立了求解Fick第二定律的差分格式，编制了仿真软件，通过对流态化渗碳层深度系统的仿真研究，建立了流态化渗碳层深度综合影响因素数学模型。综合仿真结果表明，跳点法运算速度快，收敛性好，节省计算机内存，精度较高；本文仿真建立的流态化渗碳层深度数学模型经文献数据和试验验证表明，该模型不仅适合流态化渗碳，而且当确定工况系数K和碳传递系数β后，同样适合其他介质渗碳层深的预测，并且具有很高的精度。     

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。