温度对高钴钼不锈轴承钢高周疲劳性能的影响

为了提高宇航轴承的寿命和可靠性,研究了轴承用高钴钼不锈轴承钢在不同温度下的高周旋转弯曲疲劳性能和失效形式。结果表明,随着温度的升高,试验钢的疲劳极限强度逐渐下降,利用升降法测得25、300、500℃条件下疲劳极限强度分别为927、840、667 MPa,与25℃相比,300、500℃条件下疲劳极限强度分别降低了9.4%、28.0%。25℃时裂纹萌生是由表面沟壑导致的应力集中引起的,当温度上升至300℃时,疲劳试样基体硬度下降,在长时间交变应力作用下出现驻留滑移带,并且由于碳化物析出和长大,加速了表面沟壑萌生裂纹的形成。500℃时基体硬度继续下降,使驻留滑移带更容易产生。在热力耦合作用下,疲劳试样边缘析出碳化物,在长时间热作用下碳化物长大,驻留滑移带内碳化物与位错交互作用,在碳化物边缘上萌生微小裂纹。碳化物的析出和长大加速了疲劳裂纹的扩展。     

回火温度对Ti-V-Mo复合微合金钢组织及硬度的影响

利用OM、SEM、TEM、EBSD和维氏硬度计等手段研究了回火温度对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变及硬度的影响,探讨了(Ti,V,Mo)C在不同回火温度下的析出规律及其对硬度的作用机制。结果表明,在450～600℃回火时,随着回火温度的升高,硬度呈直线上升趋势,在600℃回火时硬度具有最大值450HV。随着回火温度的升高,试验钢马氏体板条块宽度由7.3μm增大至9.9μm,600℃回火时析出相粒子的平均尺寸为5 nm,10 nm以下的(Ti,V,Mo)C粒子可高达90%,理论计算沉淀强化增量导致硬度上升90.7HV,远高于基体软化造成的硬度损失,因而析出强化是影响Ti-V-Mo复合微合金钢硬度的主要因素。在600～650℃回火,大小角度晶界分布比例基本相同,马氏体板条块的平均尺寸变化不大,但是析出相的平均尺寸由5 nm提高到5.6 nm,尺寸小于5 nm的(Ti,V,Mo)C粒子所占比例逐渐下降,导致硬度下降。     

回火温度对低碳高合金轴承钢组织及冲击性能的影响

以低碳高合金轴承钢为研究对象,通过OM、SEM、XRD等手段,研究了回火温度对显微组织和冲击韧性的影响。结果表明,低碳高合金轴承钢分别经过200、300、400、500℃回火处理后,金相显微组织均为回火马氏体+残余奥氏体;600℃和700℃回火处理后,马氏体组织发生退化,金相显微组织均为回火索氏体+残余奥氏体。低碳高合金轴承钢在200～700℃温度区间回火处理后,300℃回火冲击韧性最高,600℃回火冲击韧性最低,回火温度不宜超过500℃。低碳高合金轴承钢在200～500℃回火后断口特征均为准解离断裂,600℃和700℃回火表现为明显的脆性断裂特征。     

稀土对高合金钢热加工性能的影响

用热扭转和热冲击弯折法研究了稀土对9Cr18和 OCr12Ni25M03Cu3Si2Nb 两种高合金钢热塑性的影响,研究了与峰值热塑性相对应的钢中最佳稀土金属含量,提出了合理加入量的计算公式。     

熔滴对TB6钛合金高周疲劳性能影响

利用典型应力对比试验,研究了烧伤熔滴对,TB6钛合金旋转弯曲疲劳和轴向拉.拉疲劳的影响,并分析了烧伤熔滴的形貌和疲劳试样的断口特征.结果表明:熔滴处易形成富氧和富氮层脆性相,在应力作用下极易开裂成为疲劳源;另外,熔滴会导致基体组织发生变化,对基体一般产生第二类烧伤,破环试样表面的完整性,从而加速疲劳试样破坏,也会成为断裂源,显著降低其高周疲劳性能,对TB6钛合金高周疲劳有严重影响.     

回火温度对10CrNiCu钢性能的影响

以20 mm厚10CrNiCu钢板为研究对象,采用横向拉伸、横向冲击以及金相组织观察试验,研究回火温度对其组织性能的影响。结果表明,随着回火温度的提高,钢板强度逐渐下降,冲击韧性逐渐提升。从强韧性最优匹配的角度选择出最佳回火温度为670℃。     

回火温度对中碳合金钢4Cr5MoSiV1Nb组织和性能的影响

 为了优化合金性能，研究了回火温度对中碳合金钢4Cr5MoSiV1Nb组织和性能的影响。试验结果表明，4Cr5MoSiV1Nb合金钢的二次硬化温度区间为300～550 ℃，峰值出现在550 ℃，此时硬度值为56.3HRC，同时伴有冲击韧性的显著降低，冲击韧性降低的原因是合金钢回火时含铬铬的细短棒状合金渗碳体在晶界析出，可以推测减少淬火合金钢中铬的偏析将会减少晶界析出，提高冲击韧性。微量铌的加入形成了（V，Nb）C强化相颗粒。合金在250～350 ℃回火综合性能最佳，可以达到冲击韧性15 J/cm2、硬度55HRC以上。     

硼含量对Ti-1023合金高周疲劳性能的影响

研究了硼元素含量对Ti-1023合金高周疲劳性能的影响。无硼的Ti-1023合金高周疲劳S-N曲线位置最低,添加0.05%的硼元素后,合金的疲劳极限仅增加了2 MPa,但高周疲劳S-N曲线高应力段明显上移。当硼元素含量为0.1%时,Ti-1023合金的疲劳极限提高10%以上,S-N曲线的位置最高,其疲劳性能得到全面提高。进一步添加硼元素后,S-N曲线位置基本不变。无硼的Ti-1023合金疲劳条带较为清晰,添加硼元素后,Ti-1023合金疲劳试样裂纹源全部位于表面,裂纹前沿区域脆断痕迹明显,解理断面趋于平整,疲劳条带越来越模糊。这是由于添加硼元素后,Ti-1023合金内部的临界裂纹尺寸会减小,使其抵抗疲劳裂纹失稳扩展的能力降低,综合考虑,Ti-1023合金中硼元素的添加量不宜超过0.1%。     

喷丸强化对TC11钛合金高周疲劳性能的影响

主要研究TC11钛合金喷丸前后高周疲劳性能的改变情况,并对比研究了喷丸前后宏微观影响因素的变化。在疲劳试验前后采用X射线应力衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜(SEM)、超微小显微硬度计等分析研究了喷丸强化对TC11钛合金高周疲劳性能的影响,并结合升降法和成组实验法测试喷丸前后两种不同表面状态下TC11钛合金的高周疲劳性能,拟合成两种不同表面状态下的疲劳S-N曲线。疲劳试验结果表明喷丸后在表层形成明显的残余压应力场和喷丸硬化现象,将裂纹萌生驱赶至次表面,显著提高了TC11疲劳强度和寿命。经喷丸后TC11钛合金试样疲劳强度极限达到616.5 MPa,而未喷丸试样疲劳强度极限仅为448 MPa,与之相比喷丸后疲劳强度极限增加了168.5MPa,提升幅度达37.6%。喷丸不仅使得试样表面完整性更为良好,减少了表面应力集中区,还使得表层组织中α相分布的致密度增加。喷丸硬化致使表层显微硬度值发生变化,形成一个深度有近260μm的梯度分布层,表面硬度达到HV433,较未喷丸相比也有近HV50的提升。喷丸后疲劳源深度达到258μm,较未喷丸试样的38μm相比增加达220μm。     

表面缺陷对单晶高温合金高周疲劳性能的影响

在定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备了一种单晶高温合金试棒,标准热处理后加工成旋转弯曲高周疲劳试样,试样中间位置用电火花加工成不同尺寸的孔洞以模拟叶片的表面缺陷,在980 ℃、应力分别为400 MPa和500 MPa条件下,研究表面孔洞对合金高周疲劳性能的影响,用扫描电镜分析了疲劳试样的断口形貌.结果表明,与标准试样相比,带有孔洞合金的高周疲劳寿命都有不同程度的降低,随着表面孔洞尺寸增大,合金的疲劳寿命逐渐减小.在合金试样的高周疲劳断口上可见疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区.相对于标准试样,带有孔洞试样疲劳源除了试样表面,还有表面孔洞,所有试样都为多源疲劳断裂.与高温下拉伸持久的断裂机制不同,高温下旋转弯曲高周疲劳为类解理断裂.      

影响K4130合金高周疲劳性能的因素

研究了晶粒度、第二相及夹杂物含量与K4130合金高周疲劳性能的关系.研究结果表明晶粒度大小和第二相的形态及分布对合金的疲劳性能有一定的影响,非金属夹杂物是产生疲劳裂纹的危险地区,它大大降低了K4130合金的疲劳寿命.     

铁路机车车辆用车轴钢坯

车轴是铁路主要三大部件之一。鞍钢第一初轧厂从1952年起生产车轴钢坯,已有32年历史,到1984年累计产量达400kt,占全国车轴坯供应量的三分之一,供铁道部二十几家机车车辆厂锻轴、组装机车和车辆。在轴重逐渐加大、车速加快及各种恶劣条件下运行,经多年使用,从未发生     

回火温度对Mo-V-Ti钢组织与性能的影响

为了研究回火温度、析出相对含Mo-V-Ti钢组织与性能的影响,试验采用550 mm轧机对含Mo-V-Ti钢轧制后进行完全淬火,然后在630~710℃不同的温度下进行回火。结果表明,高温回火后,钢的组织由回火索氏体和少量贝氏体组成,组织中发生回复和再结晶,钢的强韧性匹配发生变化。在670℃以下回火时产生的析出相主要为Ti、V和Mo复合的碳氮化合物和V、Mo复合的碳氮化合物,随着回火温度的提高,产生了新的析出相Fe、Mn和Mo及V合金渗碳体,析出相对钢的强韧性有重要影响。     

冶金工艺对GCr15高周旋转弯曲疲劳性能的影响

对真空脱气与电渣重熔两种冶金工艺制备的GCr15轴承钢进行了高周机械疲劳试验研究,发现在107次疲劳寿命条件下,电渣重熔轴承钢具有1 085 MPa的旋弯疲劳强度,高于真空脱气轴承钢的1 000 MPa。利用扫描电镜对疲劳断口进行了表征和分析,结果显示引起电渣重熔轴承钢起裂的夹杂物尺寸分布在3.4~25.6μm,而导致真空脱气轴承钢裂纹起裂的夹杂物尺寸为13.3~71.9μm。通过对旋弯疲劳断口的起裂核心夹杂物、裂纹扩展的鱼眼以及瞬间断裂区等疲劳全过程特征参数与旋弯疲劳强度以及旋弯疲劳寿命间关系研究,发现了大颗粒夹杂物尺寸(DS)及分布是影响轴承钢旋弯疲劳强度与寿命的关键因素,指出降低轴承钢中大颗粒夹杂物尺寸、控制其分布以及提高裂纹容忍度依然是未来高端轴承钢冶金控制的发展方向。     

固溶温度对S32750双相不锈钢低周疲劳性能的影响

通过OM观察、电子背散射衍射技术、显微硬度测试、拉伸及疲劳试验研究了5种固溶温度试验钢的组织形态及低周疲劳性能。结果表明,当固溶温度由1 050℃升至1 180℃时,试验钢屈服强度与抗拉强度分别提升41、31.5 MPa,低周疲劳寿命延长85%。随着固溶温度的升高,试验钢中α相含量由46.5%升至58.9%,也导致两相内主元素发生再分配,α相内Ni、N含量的增加,使其显微硬度由300提升至324,这是试验钢疲劳寿命提高的原因之一;其二,随着固溶温度的升高,α相内的局部取向差减小,使α相在循环过程中能承受更多载荷,进而提高试验钢低周疲劳寿命。     

硼及回火温度对超高强海洋工程用钢板组织及性能的影响

为改进调质态超高强海洋工程用钢的力学性能,研究了2炉不同硼含量的钢。经控制轧制后,在实验室条件下采用不同回火温度处理以确定最佳热处理温度,并对实验钢板进行金相组织观察,利用扫描电镜和透射电镜讨论分析了硼及回火温度对组织、性能的影响。实验结果表明,硼有利于提高钢板的淬透性,含硼钢600℃回火可以满足E690的性能要求;随回火温度的提高,含硼钢和无硼钢的强度降低,伸长率升高,含硼钢的变化幅度比无硼钢大;含硼钢在630~660℃存在明显的回火脆性区,而无硼钢具有较好的回火稳定性;无硼钢在650℃回火可以满足E550的性能要求。     

回火温度和保温时间对冶金锯片用65Mn钢性能的影响

为研究回火温度和保温时间对冶金锯片用65Mn钢力学性能的影响,设计了6种回火温度和4种保温时间,分别测定其力学性能和显微组织.结果显示：65Mn钢在淬火条件相同时,回火温度对性能的影响显著,回火保温时间对65Mn钢力学性能的影响不明显.在保证工件力学指标的前提下可以适当提高回火温度,显著缩短回火保温时间.     

回火温度对贝氏体/马氏体复相海洋用钢的组织和性能影响

利用扫描电镜、透射电镜等实验方法,研究不同回火温度下试验钢的组织性能变化情况.结果表明:经控轧控冷获得了贝氏体/马氏体复相海洋用钢,其中贝氏体体积分数约占30%;随着回火温度的升高,试验钢的屈服强度先上升后又略有下降,在600℃达到最大值,为983 MPa,抗拉强度明显下降,延伸率先降低后升高,在600℃回火温度达到最大值为19.6%,之后又开始降低,冲击功在400℃和600℃出现明显回火脆性;在550℃回火温度试验钢取得最佳力学性能,其中抗拉强度和屈服强度分别为1050MPa和981 MPa,延伸率为16.6%,-40℃低温冲击功为19.9 J.分析认为,回火过程中马氏体板条断裂消失,贝氏体相互合并形成准多边形铁素体,析出物逐渐回溶和重新析出,造成力学性能的变化差异.     

表面机械处理对Ti-54M合金高周疲劳性能的影响

Ti-54M合金是美国由TIMET（Ti-5A14V-0．6Mo-0．4Fe）合金发展而来的一种α＋β两相钛合金,其切削加工性（切割速度和切割工具寿命）可与Ti-6A14V合金相媲美。该合金用电子束冷床炉单次熔炼制得,可以混合少量的Ti-6A1-4V合金或其他含有元素Mo、V和Fe的合金。除了原材料的弹性性能之外,Ti-54M合金的切削加工性能优于Ti-6Al-4V合金。