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Effect of normalized cooling treatment on banded structure of gear steel 18CrNiMo7-6 was analyzed through metallographic microscope. Effects of banded structures with different degree on micro hardness uniformity, composition segregation, mechanical properties of test steels after quenching and tempering were analyzed through microhardness tester, scanning electron microscope, tensile testing machine, impact testing machine and metallographic microscope. The results show that, banded structure can be reduced to 1.5 degree after austenizing heat preservation at 930??, Strong wind cooling to 610??, furnace cooling to 400?? and then air cooling. But continuous rapid cooling can result in the formation of a large amount of bainite; Micro hardness range of test steels with different banded structure degree is between 30~35 HB after quenching at 850?? and tempering at 180??. Hardness uniformity and anisotropy of mechanical properties are comparable.     

正火冷却速度对18CrNiMo7-6齿轮钢组织和硬度的影响

18CrNiM07-6钢(/%:0.17C、0.59Mn、0.24Si、1.56Ni、1.71Cr、0.28Mo)为表面硬化齿轮钢要求正火后钢的组织为铁素体+珠光体和较低的HB硬度值。18CrNiM07-6钢连续冷却后易得到高硬度的贝氏体组织。通过实验室高温箱式电阻炉试验表明,870～900℃1 h-640～660℃4 h炉冷至300℃,空冷,该钢的组织为铁素体+珠光体+贝氏体组织,HB硬度值为340～350;而870～900℃1 h,30℃/h至640～660℃,炉冷至300℃,空冷,该钢的组织为铁素体+珠光体,HB硬度值为190～210:生产试验表明,30 t Φ 180 mm 18CrNiM07-6钢锻材经900℃10 h,≤30℃/h至650℃25 h,30℃/h至500℃空冷,可获得铁素体+珠光体组织。     

17CrNiMo6齿轮钢生产实践

针对重载齿轮的热处理工艺以及使用特性,合理优化设计钢的内控成分以及各项关键工艺控制点,采用电炉+LF精炼+VD真空脱气+连铸+轧制+退火工艺成功开发17CrNiMo6齿轮钢,钢的成分波动小、淬透性带窄、洁净度高、晶粒细小均匀.     

S含量对18CrNiMo7-6齿轮钢中夹杂物和疲劳性能的影响

以w[S]为0.002%（低S含量）和0.022%（高S含量）的两种18CrNiMo7-6齿轮钢为研究对象,参照齿轮热处理工艺获得伪渗碳试样,并对其力学性能、显微组织、疲劳性能和夹杂物分布进行了分析表征。结果表明,两种齿轮钢的强度基本相当,而高S含量试验钢具有更好的塑性和低温冲击韧性,并且其疲劳极限、疲劳寿命均优于低S含量试验钢,疲强比由0.445提高到0.479。S含量显著影响钢中的夹杂物分布情况：低S含量试验钢中夹杂物以MnS-Oxide为主,数量较少,同时尺寸更大;而高S含量试验钢夹杂物以CaS-MnS-Oxide复合型夹杂物为主,数量提高1倍以上,但尺寸更为细小。高S含量试验钢采用Ca处理工艺对夹杂物进行改性,夹杂物尺寸明显细化,有利于钢的塑韧性提升,并改善疲劳性能。     

70 t EAF-LF-RH冶炼18CrNiMo7-6齿轮钢过程的夹杂物变化

采用全流程取样,利用ASPEX全自动扫描分析法进行检验,对70 t EAF+LF+RH工艺生产的齿轮钢18CrNiMo7-6钢中夹杂物特性的演变规律进行系统的分析和研究,试验结果表明,LF精炼调整成分后,夹杂物数量去除率粒径1～10μm为89%,> 10μm为97%,从LF精炼调整成分后至软吹结束,夹杂物数量去除率粒径1～10μm为54%,> 10μm为66%,>20μm的夹杂物基本清除。夹杂物完成了Al₂O₃→Al₂O₃·MgO→Al₂O₃·CaO的转变。     

18CrNiMo7-6钢晶粒度的研究

通过不同氮含量、原始状态和热处理制度的18CrNiMo7—6钢950℃保温50h晶粒度试验研究表明：锻材经1160℃正火处理。950℃保温时AlN充分析出,抑制晶粒长大作用明显,保温50h晶粒没有异常长大,完全可以满足渗碳齿轮用钢对晶粒度的要求。     

18CrNiMo7-6锻件心部裂纹原因分析

针对18CrNiMo7-6钢坯加工过程中工件心部出现裂纹的问题,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等进行观察,对裂纹原因进行了分析。分析结果表明:18CrNiMo7-6锻件心部裂纹的原因为残余奥氏体含量偏高。针对此类缺陷,提出了选择合适的淬火温度以减少残余奥氏体的改进措施。     

18CrNiMo7-6齿轮钢带状组织控制及其对力学性能的影响

采用金相显微镜研究了正火冷却工艺对18CrNiMo7-6齿轮钢带状组织的影响.采用显微硬度计、SEM、拉伸试验机、冲击试验机以及金相显微镜研究了不同程度带状组织对淬回火后试验钢显微硬度的均匀性、成分偏析程度和力学性能的影响.试验结果表明：在930℃奥氏体化保温后,采用强风冷却方式快速冷却到610℃,再炉冷到400℃,最后空冷至室温,可以将带状组织降低到1.5级.但若采用连续快速冷却的方式,则会导致大量贝氏体组织的生成;不同带状组织试验钢经850℃淬火、180℃回火热处理后,显微硬度极差值在30~35 HB 之间,硬度分布均匀性及力学性能各向异性程度相当.     

高强度渗碳齿轮钢17CrNiMo6的研究

本文对高强度渗碳齿轮钢17CrNiMo6进行对比研究。生产实践表明,其性能指标良好,达到西德同类产品的实物质量。     

高铁齿轮用18CrNiMo7-6钢的晶粒度和端淬性能研究

针对首批试制的18CrNiMo7-6高铁齿轮钢坯晶粒度及端淬试验硬度值无法满足技术要求的情况,通过优化材料C、Mn化学成分内控设计,增加Al、N含量,并制定合理的冶炼、模铸、锻造、热处理工艺,成功开发出高铁齿轮18CrNiMo7-6锻坯。结果表明：成分和生产工艺优化后的18CrNiMo7-6高铁齿轮钢坯奥氏体晶粒度评级为7.0级,且无混晶出现;端淬性能从距离淬火端40 mm内硬度值逐渐减小,尤其J20后变化明显,解决了首批试制的高铁齿轮钢端淬性能超标的问题;淬火+低温回火后力学性能指标也满足技术要求,且富余量明显。     

CrNiMo电渣钢中的质点偏析及其对机械性能的影响

本文应用金相,扫描电镜,X射线能谱仪等分析手段研究了CrNiMo电渣钢质点偏析的本质,通过冷弯、落锤冲击和机械性能试验,研究了质点偏析对性能的影响,探讨了质点偏析的成因。分析认为,CrNiMo电渣钢质点偏析是一种因酸蚀而出现的低倍冶金缺陷,质点的本质是C、P、S及合金元素Cr、Ni、Mn、Si、Al的正偏析。严重时伴有成束状分布的MoS。严重的质点偏析会降低钢的横向塑性和韧性。影响的程度取决于质点的大小、形状、数量和密集程度。质点对性能的影响还与钢基体强度级别有关。当基体强度级别较高时,质点的影响更严重。     

17CrNiMo6高强度渗碳齿轮钢大型锻件的研制

针对17CrNiMo6钢大型锻件端淬试验硬度值无法满足技术要求的情况,通过优化材料化学成分设计,制定合理的冶炼、模铸、锻造、热处理工艺,成功开发出20 t级起重机用高强度渗碳钢17CrNiMo6卷筒大齿轮锻件。通过化学成分分析、低倍和夹杂物检验、机械性能及末端淬透性试验,分析了17CrNiMo6钢锻件的特性。结果表明:研制的锻件在正火+高温回火后显微组织为均匀的回火索氏体和少量铁素体,无明显的带状组织和混晶出现;奥氏体晶粒度评级为8.0级,带状组织评级为0级,金相组织评级为2.0级。机械性能指标满足技术要求且富有一定的余量,端淬试验表明,从距离淬火端15 mm以内,硬度值变化很小,15～40 mm内硬度值逐渐减小,但下降幅度不大,两端硬度的最大差值为5 HRC,材料具有非常优良的淬透性。     

铸锭加热和锻后热处理工艺对18CrNiMo7-6钢Ф540mm棒材带状的影响

试验18CrNiMo7-6重型齿轮钢(/%:0.165C,0.59Mn,0.24Si,0.006S,0.008P,1.56Ni,1.71Cr,0.28Mo,0.034M,0.0129N)的生产流程为60 t UHP EAF-LF-VD-12.5 t铸锭工艺。试验研究了钢锭加热工艺(1 200~1 220℃,7-8 h~13-15 h),锻材完全退火(900℃12 h,≤80℃/h至650℃50 h,空冷)、等温退火(900℃12 h,空冷至650℃50 h,空冷)和正火(900℃12 h,空冷)工艺对Φ540 mm锻材带状组织的影响。结果表明,钢锭1 200~1 220℃7-8 h加热,锻材经完全退火、等温退火或正火处理后其带状级别分别为4.0,3.5和3.0,钢锭经1 200~1 220℃13-15 h加热,锻材经正火处理后其带状级别为2.5,为最佳工艺。     

120 t BOF-LF-RH-410 mm x530 mm 大方坯连铸 18CrNiMo7-6 钢的工艺实践

采用铁水+废钢-120 t转炉-LF-RH-410 mm×530 mm大方坯连铸-步进式加热炉-750轧机轧制-退火的流程生产规格Φ115～250 mm 18CrNiMo7-6（/%:0.15～0.19C,0.25～0.40Si,0.40～0.60Mn,1.50～1.80Cr,1.40～1.70Ni,0.25～0.35Mo,≤0.020P,≤0.020S,0.020～0.040Al,0.0100-0.0200N）。通过控制出钢预脱氧和合金化,深真空时间≥15 min,软吹氮气,控制中间包钢水过热度,拉速0.48 m/min,全过程Ar气保护,连铸M-EMS和F-EMS,轧制后退火等工艺措施,生产的产品宏观夹杂物检测含量≤20mm/dm³,碳中心偏析指数≤1.10,晶粒度≥7级,钢材各项指标满足协议要求。     

60t LF-VD精炼过程18CrNiMo7-6齿轮钢夹杂物的演变

18CrNiMo7-6钢（/%:0.17C,0.57Mn,0.24Si,0.012P,0.003S,1.70Cr,1.49Ni,0.28Mo）的冶金流程为60t EAF-LF-VD-2.1t铸锭。取样分析了EAF铝锭预脱氧,LF铝粒和碳化硅混合脱氧剂扩散脱氧（LF初渣成分/%:57~60CaO,20.5~22.0Al₂O₃,9.9~11.3SiO₂,8.8~10.6MgO,0.7~1.1FeO,0.7~0.9MnO）,VD后和软吹后钢中夹杂物数量、尺寸和组成的变化。结果表明,精炼过程1~10μm夹杂物数量降低16.67%,>10μm夹杂物数量降低50%,≥30μm夹杂物基本去除;精炼过程中生成的夹杂主要为镁铝钙的复合夹杂物和CaS,MgS,MnS等硫化物;成品材中主要为Mg-Al的氧化物夹杂,硫化物以MgS为主,有少量MnS、CaS。应进一步优化冶炼工艺,控制中小型夹杂物的形成。     

18CrNiMo7-6合金钢表面变质层循环特性

 为了研究18CrNiMo7-6合金钢表面变质层在循环加载作用下的本构特性,对18CrNiMo7-6合金钢进行了渗碳热处理,通过化学腐蚀得到不同表面变质层厚度的圆棒试样,并分别进行单调拉伸试验和循环加载试验分析其力学性能、滞回性能、耗能能力及微观组织的区别。对不同表面变质层厚度18CrNiMo7-6合金钢在循环加载作用下的骨架曲线进行拟合,研究其与单调拉伸作用下的力学性能区别。基于Chaboche循环本构模型标定了不同表面变质层厚度试样在循环加载作用下的循环本构参数,并通过有限元软件ABAQUS进行了仿真验证。结果表明,在单调拉伸作用下,随着表面变质层厚度的增加,试样的硬度、屈服强度及抗拉强度也随之提高。在相同的应变幅值加载下,表面变质层越厚,其响应应力越大,能量耗散系数越低,材料的耗能能力越弱;Ramberg-Osgood方程能够较好地拟合不同表面变质层厚度的试样在循环加载作用下的骨架曲线;18CrNiMo7-6合金钢的主要组成成分为马氏体,随着表面变质层厚度的增加,位错密度增高;18CrNiMo7-6合金钢基体材料在循环加载作用下表现出循环硬化特征,而随着表面变质层厚度的增加,试样逐渐由没有循环软硬化现象到表现出循环软化特征;Chaboche循环本构模型对不同表面变质层厚度的18CrNiMo7-6合金钢均具有较好的适用性,能准确拟合其在循环加载作用下的力学响应。     

电渣重熔高氮钢技术的进展

 高氮钢,尤其是高氮不锈钢,由于其优异的性能和诱人的应用前景受到国内外钢铁材料界的广泛关注。在理论计算分析氮在钢中溶解行为的基础上,指出了高氮钢制备的主要技术难点;概述了目前高氮钢的主要制备方法,重点讨论了常压和高压电渣重熔高氮钢的特点和存在的问题;分析了用电弧渣重熔(ASR)法生产高氮钢的技术优势,认为用ASR法生产高氮钢是目前比较可行的方案。     

17-7PH沉淀硬化不锈钢电渣重熔过程洁净度的变化

采用35 t电弧炉-AOD脱碳-LF精炼-模铸工艺制备了17-7PH沉淀硬化不锈钢自耗电极,并通过气体保护电渣炉重熔得到了2 t重的电渣锭。利用ASPEX扫描电镜分析了电渣重熔前后17-7PH钢中夹杂物数量、尺寸、成分的变化规律,并采用SEM-EDS进一步观察夹杂物的形貌及组成。研究结果发现,电渣重熔后,O含量由6.6×10^-6降至5.7×10^-6,N含量由200×10^-6降至180×10^-6。重熔前后夹杂物的类型没有变化,重熔后总的夹杂物数量大幅减少,特别是大颗粒夹杂物的数量明显减少、尺寸减小。电渣锭中总的夹杂物以AlN夹杂物为主,其尺寸较大、数量最多。为了提高17-7PH钢电渣锭的洁净度,应尽可能减少自耗电极中的N含量,以减少电渣重熔过程AlN夹杂物的生成量。