30Cr2Ni4MoV转子热处理组织与硬度分析

对中国一重生产的Φ1.7 m×8 m大型低压转子进行解剖,采用显微组织观察、硬度等测试方法,研究低压转子30Cr2Ni4MoV钢在不同热处理状态下不同位置的显微组织和硬度。结果表明:30Cr2Ni4MoV钢淬火后轴身表层至心部的组织分布特征呈现由全部马氏体逐渐转变为马氏体+贝氏体,最后转变为全部贝氏体;从表面至其下145 mm,再至心部的维氏硬度由470降至370,再降至355。淬火后轴颈表层至心部的组织由全部马氏体逐渐转变为马氏体+贝氏体,最后变为全部马氏体;从表面至1/2R再至心部的维氏硬度先由470降至350,然后升高至460。调质热处理后转子轴身和轴颈表层至心部的维氏硬度在270左右。     

常用高合金齿轮渗碳钢渗层淬透性对比研究

钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力,而渗层的淬透性是合金钢渗碳淬火过程中重要的工艺属性,也是决定齿轮使用寿命的最重要的性能之一。齿轮钢的淬透性与齿的心部硬度、表面硬度、渗层有效硬化层深度、表面残余压应力、热处理后的变形等都有密切联系。     

目前渗碳工艺中存在的一些问题

渗碳就是将零件放入渗碳介质中,在900～950℃中加热、保温,使碳原子渗入表面,增加钢体表层的含碳量和碳浓度梯度。目的是提高零件表面的硬度和耐磨性及抗疲劳性能,而心部仍保持高塑性和韧性,以满足服役条件,延长使用寿命。象齿轮、活塞销、凸轮轴等零件,大多是用低碳钢或低碳合金钢制造,加工成形后,再渗碳以强化表面。这里需要指出的是:零件渗碳后还必须淬火和低温回火,使表面得到马氏体组织,这样才能达到强化的目的。光渗碳,而没有随后的淬火、回火是达不到要求的。一、渗碳钢的选择一般渗碳钢的含碳量都在0.10～0.25％左右,如15、20钢,以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的韧性和塑性。对于重载荷的渗碳零件,含碳量可达0.25～0.30％,以提高心部强度。中、高碳钢一般不     

复合热处理

1.氮化+完全淬火(图1)先氮化后淬火,由于氮化层Ms点下降,所以尽管表面先冷却,但它仍比心部转变为马氏体要晚。即心部先马氏体化,后表面马氏体化。这样表面就形成残余压应力,故提高了疲劳强度,使用寿命也提高36倍。这种工艺是美国发明的,被称为马氏体应力法2.氮化+高频淬火(图2)     

关于渗碳层深度的几个问题

关于渗碳层深度的几个问题青海齿轮厂（８１００２１）陈春怀许多表面耐磨且疲劳强度高而心部又有较高韧性和强度的零件都要求进行渗碳淬火处理。因为通过渗碳淬火，在表面得到高碳马氏体和碳化物，在心部得到低碳马氏体。这样，就可以同时满足表面、心部不同的性能要求。...     

轮毂轴承外圈整体淬火过程的数值模拟

使用材料性能模拟软件JMat Pro得到GCr15钢的热物理参数,以第1代轮毂轴承外圈为例,建立外圈淬火的温度-组织-应力/应变多场耦合模型,研究轮毂轴承外圈在淬火过程中的温度场、组织场和应力/应变场的演化规律。结果表明:轮毂轴承外圈上不同部位的温度变化有着明显差异,表面冷却速度最快,心部冷却速度最慢,心部与表面的最大温差达280℃;淬火后外圈的最大残余应力主要分布在外壁中部和滚道处;淬火后外圈马氏体的分布较为均匀,含量为92.7%,心部与表面硬度一致;淬火过程使轮毂轴承外圈的内外径均略有膨胀,外圈外壁中部膨胀量比两端部大。     

分级淬火过程中42CrMo钢齿轮轮齿组织分布的数值模拟

建立42CrMo钢齿轮模型,采用Sysweld软件模拟了在分级淬火过程中轮齿的组织分布,并进行了试验验证。结果表明:在硝盐溶液中冷却至表面温度约为175℃时,轮齿组织中的贝氏体含量随着距表面距离的增大而增加,次表层的马氏体含量最高(90%,面积分数,下同),其次为心部的(66%),表面的(58%)最低;在分级淬火冷却结束时,轮齿表面组织由90%马氏体和10%残余奥氏体组成,心部组织为66%马氏体和34%贝氏体;试验测得淬火后轮齿表面的残余奥氏体含量约为7.5%,心部马氏体和贝氏体的含量分别约为69%,31%,试验结果与模拟结果较为吻合。     

GCr4钢在轧机轴承滚子上的应用及失效分析

GCr4钢为前苏联研制的限制淬透性钢,Cr含量比常用的GCr15钢低。它最大的优点是淬火后表面硬度高、心部硬度低,即常说的表面硬、心部韧,特别是经淬火后,其轴承零件表面呈压应力状态,提高了轴承的抗冲击韧性。它的力学性能达到了G20CrNi2Mo渗碳钢水平。     

高氮轴承钢40Cr15Mo2VN感应淬火工艺可行性试验

利用立式感应淬火机在特定频率和功率下对40Cr15Mo2VN钢进行感应淬火,研究加热时间对40Cr15Mo2VN钢的表面硬度、淬硬层深度和组织特征的影响,结果表明：40Cr15Mo2VN钢在频率12.3 kHz,功率57 kW,水剂冷却条件下进行感应淬火是可行的;加热7,8 s时试样表面硬度不小于58 HRC,淬硬层深度分别为4.2,4.7 mm,表面组织为回火马氏体,心部组织为回火索氏体;加热9～11 s时试样表面硬度均不大于58 HRC,加热9,10 s时表面出现过热组织,加热11 s时表面出现过烧组织。     

大截面非调质和调质预硬型塑料模具钢的组织与相变特性

比较了大截面塑料模具钢中460 mm×800 mm×3 200 mm非调质预硬型SWFT钢和500 mm×800 mm×2 900 mm调质预硬型3Cr2MnNiMo钢的截面硬度以及心部和表层的显微组织,测试了两种钢的奥氏体连续冷却转变曲线.结果表明:两种钢都具有较好的淬透性,强烈推迟了块状先共析铁素体的出现;两种钢截面硬度波动均在±1.5 HRC内;3Cr2MnNiMo钢表层显微组织为回火马氏体,心部为回火贝氏体,反映出其淬火后的回火工艺调整了截面硬度;而SWFT钢有较宽的贝氏体相变范围,使得其心部和表层在锻造空冷后都得到均匀的贝氏体组织.     

40Cr钢齿轮碳氮共渗直接淬火工艺研究与应用

研究了40Cr钢700℃碳氮共渗直接淬火新工艺。试验结果表明,该工艺可明显增加材料的耐磨性、疲劳强度和热稳定性,同时由于零件心部不发生相变,零件的变形较小。采用NH3、N2和CO2的氮基气氛,具有渗速快、渗层厚、硬度梯度平缓等特点,且污染少、价格低,值得推广。     

高频微锻造对45钢激光淬火层表面性能的影响

本文利用超声频微锻造机构对45钢激光淬火层表面进行了微锻造处理。利用OM、SEM观察了微锻造对45钢激光淬火层表面组织的影响;利用显微硬度计与洛氏硬度计研究了微锻造后45钢激光淬火层表面显微硬度,硬化深度方向的显微硬度。结果表明:高频微锻造处理后,45钢激光淬火形成的明显而规则马氏体组织被锻碎,表面晶粒明显细化。表面显微硬度提高了11.4%,激光淬火强化区深度方向的显微硬度影响深度为0.2 mm,其中0.1 mm处硬度提高了10.0%,0.2 mm处提高了4.5%。     

齿圈检测辅具的设计

我公司生产的大速比齿圈（见图1）的材料为20CrMnTi钢,技术要求为碳氮共渗处理：硬化层深度1.1～1.5mm,表面硬度58～64HRC,心部硬度29～45HRC,由于公司无淬火压床等淬火专用设备,且零件壁薄、直径大（337mm）,     

65Mn钢割草机刀片的激光表面热处理

针对割草机刀片薄而易变形的特点和抗磨损要求,开展激光表面热处理研究。应用正交试验优化的最佳工艺参数对淬火+中温回火的65Mn钢割草机刀片进行激光表面热处理,通过扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机组织性能分析,结果表明:刀片表面硬化层由相变硬化区和热影响区构成,硬化区是隐针马氏体组织,硬度在HRC56~61之间;热影响区为板条状马氏体和针状马氏体混合组织,硬度在HRC50~56之间;由表面到心部硬度梯度良好,耐磨性比未经表面热处理的刀片试样提高2倍以上。实际割草比较,激光表面热处理刀片的耐磨性提高显著。     

渗碳后的缓冷工艺探讨

某公司的齿轮材料为20Cr,其加工路线为:下料→锻压→车毛坯→热处理(渗碳,淬火、回火)磨削→成品入库。该公司热处理设备为100kW的多用炉,其工艺为920℃×960min,缓冷60min后出炉检查金相(包括表面碳浓度、碳化物形状、渗碳层深度及心部组织), 如出现不合格组织如碳化物形状、心部魏氏体,则用 880℃×90min后缓冷工艺。     

微量元素铝和氮对SWRCH35K钢淬火组织和淬透性的影响

采用转炉冶炼-LF炉精炼-连铸-控制轧制-控制冷却工艺生产了不同铝和氮含量(微量)的SWRCH35K钢热轧盘条,通过淬火试验和末端淬透性试验,研究了微量元素铝和氮对其淬火组织和淬透性的影响。结果表明:淬火后SWRCH35K钢的显微组织均为马氏体+屈氏体;当钢中铝元素含量基本相同时,随氮含量的增加,淬火后马氏体含量减少,钢的淬透性降低;氮含量基本相同时,铝含量的增加导致钢淬火后马氏体含量减少,钢的淬透性降低;铝元素和氮元素生成的AlN或碳氮化物促进晶粒细化,并作为非金属夹杂物阻止淬火马氏体的生成。     

亚温淬火对25MnV钢显微组织和力学性能的影响

采用正交组合回归设计试验方法研究了不同温度亚温淬火对25MnV钢抗拉强度和硬度的影响,分析了该钢亚温淬火后的组织。结果表明:25MnV钢经亚温淬火后,得到极细的板条状马氏体组织;830℃淬火时,马氏体板条之间分布着条状的铁素体;在810～830℃温度范围内,随淬火温度升高,该钢的强度和硬度升高,830℃亚温淬火的强度、硬度最好。     

淬火温度对40Cr13塑料模具钢耐腐蚀性能的影响

对40Cr13塑料模具钢进行不同温度(960,1020,1080,1140℃)淬火处理,研究了淬火温度对该钢组织与硬度的影响,然后进行200℃的低温回火处理,通过浸泡试验与电化学测试研究了其耐腐蚀性能。结果表明:不同温度淬火后,试验钢组织均为淬火马氏体、碳化物与少量残余奥氏体;随着淬火温度的升高,组织变得粗大,碳化物减少,当淬火温度为1140℃时,组织中存在沿奥氏体晶界析出的网状碳化物;随着淬火温度的升高,试验钢的硬度先增加后减小。当淬火温度由960℃升高到1080℃,经回火后试验钢在FeCl₃溶液中的腐蚀速率减小,试验钢表面点蚀孔直径变小,数量增多,但深度变浅;试验钢在NaCl溶液中的自腐蚀电位增大,自腐蚀电流密度降低,腐蚀速率减小,腐蚀倾向降低;最佳淬火温度为1020℃,此时淬火马氏体组织较细小,硬度最大,回火后试验钢的耐腐蚀性能较好。     

淬火油油温对35CrMo钢组织与性能的影响

研究了淬火油油温对35CrMo钢组织与性能的影响。试验发现淬火油油温影响马氏体的形态，因而影响钢的性能。淬火油油温在室温50℃范围内，经淬火可以获得几乎为完全板条马氏体，使其具有良好的强韧性。     

等温淬火时间对铁道机车用SAE8620轴承钢接触疲劳性能的影响

将表面渗碳处理的SAE8620轴承钢在855℃奥氏体化后,在225℃盐浴中进行等温淬火处理,再在225℃下进行回火处理,研究了等温淬火时间(7,21 h)对试验钢显微组织、物相组成、硬度和接触疲劳性能的影响。结果表明：等温淬火7 h时试验钢表层组织为贝氏体铁素体、残余奥氏体、马氏体和碳化物,等温淬火21 h后表层组织中的马氏体消失,贝氏体板条平均宽度增加,针状贝氏体铁素体含量增加,残余奥氏体含量减少;与等温淬火21 h相比等温淬火7 h试验钢的表层硬度更大,接触疲劳寿命也更长,这主要与其表层残余奥氏体含量更高、贝氏体板条平均宽度更小、表层硬度更大,可以更好地抵抗塑性变形有关。