一种磨球用低合金铸铁的改性研究

鉴于球磨机磨球使用寿命偏低,对一种磨球用低合金铸铁进行了变质处理和热处理,并对其显微组织、硬度和冲击韧度进行了检测。结果表明,变质处理结合热处理能改善低合金铸铁的组织,降低脆性,有效提高其力学性能。经稀土变质处理后再经970℃保温2 h空冷后,低合金铸铁的硬度和冲击韧度分别为44.7 HRC和4.94 J·cm-2,比铸态样品的硬度和冲击韧度分别提高了4.68%和56.83%。     

热处理对高铬铸铁磨球组织与性能的影响

探讨了热处理工艺对高铬铸铁磨球硬度和冲击性能的影响 ,并对不同淬火和回火后的磨球组织进行了分析。结果表明 ,采用 980℃× 3h风冷 +40 0℃× 3h炉冷的热处理工艺 ,生产出的高铬磨球硬度达 6 0 5HRC ,冲击韧度αK 达 6 8J/cm2 。     

球墨铸铁磨球的生产实践

文章分析了球磨机和磨球的技术要求,提出采用球墨铸铁材质能够满足磨球使用要求,并通过试验研究确定了热处理工艺对磨球组织、性能的变化规律。试验结果表明,φ100mm磨球选用珠光体球墨铸铁材质,获得磨球金相组织为球状石墨加回火马氏体和少量碳化物,球表面硬度HRC50～55,表面与心部的硬度差为HRC1～3,完全满足使用要求。     

硅铁稀土对Cr12MoV模具钢组织和性能的影响

研究了硅铁稀土对Cr12MoV模具钢微观组织、表面硬度和冲击韧度的影响。结果表明:硅铁稀土的加入可以改善Cr12MoV模具钢的微观组织,细化晶粒,提高其表面硬度和冲击韧度。当硅铁稀土添加量为0.4%时,热处理Cr12MoV模具钢的表面硬度为71 HRC,冲击韧度为14.35 J/cm2。     

低碳球墨铸铁冲击磨料磨损特性的研究

研究经准铸态贝氏体工艺处理低碳球墨铸铁冲击磨料磨损特性。采用消失模铸造工艺，经准铸态贝氏体工艺处理后，得到了贝氏体组织。冲击磨料磨损过程以冲击变形磨损为主，兼有切削磨损和凿削磨损。通过在水泥厂应用，结果表明：磨球的成本可比低铬合金铸铁磨球降低18％，而磨球的吨水泥磨耗还不到后者的80％，破球率降低了50％。     

Cr对马氏体球墨铸铁磨球组织和性能的影响

研究了两种不同Cr含量的马氏体球墨铸铁磨球(Φ110 mm)内外层微观组织和硬度。结果显示,磨球的表层组织以马氏体和石墨球为主,不含Cr的磨球心部组织以片层状的珠光体为主,还有石墨和少量铁素体;加入0.4%Cr后,磨球心部以马氏体为主,含一定数量的碳化物。硬度测试结果表明不含Cr磨球外层硬度约HRC50,心部硬度仅HRC30,内外层硬度相差HRC20;加Cr后因引入了碳化物,外层硬度提高到HRC59,而内外层硬度差仅HRC3。与高铬铸铁磨球相比,含Cr的马氏体球墨铸铁磨球具有较好的综合性能,在较大冲击环境下具有更好的应用前景。     

含铝超高碳钢组织及力学性能的研究

研究了淬火温度对含铝Si-Mn-Cr系超高碳钢的组织与力学性能的影响。结果表明,Al的添加可抑制钢中网状碳化物的形成,钢的相变临界温度Ac1提高到了800℃左右。随淬火温度的提高,组织有粗化的倾向,片状马氏体形态更加明显,850℃淬火后获得细小的马氏体组织;残余奥氏体含量有所增加,最高达到6.5%;钢的硬度逐渐下降,冲击韧度变化不大,抗冲击磨料磨损性能降低。850℃淬火,200℃回火后钢的硬度可达62 HRC,冲击韧度为6 J/cm2,且抗磨料磨损性能最好。     

含铝超高碳钢组织及力学性能的研究

研究了淬火温度对含铝Si-Mn-Cr系超高碳钢的组织与力学性能的影响。结果表明,Al的添加可抑制钢中网状碳化物的形成,钢的相变临界温度Ac1提高到了800℃左右。随淬火温度的提高,组织有粗化的倾向,片状马氏体形态更加明显,850℃淬火后获得细小的马氏体组织;残余奥氏体含量有所增加,最高达到6.5%;钢的硬度逐渐下降,冲击韧度变化不大,抗冲击磨料磨损性能降低。850℃淬火,200℃回火后钢的硬度可达62 HRC,冲击韧度为6 J/cm2,且抗磨料磨损性能最好。     

具有性能梯度特性的贝-马-奥球墨铸铁磨球的制备工艺

采用10 kg真空中频感应炉熔炼铁液,经炉前一次球化及两次孕育处理,真空浇注得到球墨铸铁球。使用电热炉加热磨球到不同的奥氏体化温度,并在不同温度的硝酸盐和亚硝酸盐混合介质中进行连续冷却淬火,后经低温回火得到球墨铸铁磨球。其中,性能最佳的为贝-马-奥球墨铸铁磨球,其显微组织为:球状石墨(体积分数12%左右)+下贝氏体+高碳针状马氏体+残留奥氏体(质量分数16.6%~18.1%)。石墨球化率达到92%、球化级别为2级,球墨尺寸级别为9.2级;磨球表面硬度为55~58 HRC,表面与心部硬度差5 HRC;磨球表层的常温冲击韧性为20.5 J/cm2,心部冲击韧性为25.3 J/cm2,表现出表层高硬度,耐磨损;心部高韧性,抗破碎的性能梯度特性。进一步研究表明:下贝氏体和残留奥氏体组织对提高磨球的性能有着显著的作用,而上贝氏体组织则不利于磨球的综合性能。     

MQ-P-T技术在高铬铸球中的应用

首次利用水和空气作为淬火介质,对直径为80 mm的Fe-2.4C-12Cr高铬铸球进行多循环淬火-分配-回火(MQ-P-T)处理,并与常规正火和油淬处理后的同尺寸试样进行力学性能和微观组织对比分析。通过微观表征技术,对MQ-P-T处理后高铬铸铁的强韧化机制进行了探讨。结果表明,经MQ-P-T处理后的高铬铸球径向硬度平均值约为60HRC,比空冷铸球径向平均硬度约高出17 HRC,比油淬处理试样约提高5 HRC。经MQ-P-T处理后铸球冲击韧度平均值达到12.6 J/cm2,约为空冷冲击韧度的4倍,约为油淬冲击韧度的2倍。经MQ-P-T处理后铸球具有高的硬度和硬度均匀性,其冲击性能亦大大提高。经MQ-P-T处理后铸铁优异的力学性能主要归因于马氏体基体、相当数量的二次碳化物和稳定的残留奥氏体组织。     

锻压钢球自动分拣热处理装置设计

针对河北某公司人工分拣锻压钢球热处理的生产工艺,设计了一种锻压钢球自动分拣热处理装置。该装置为机-电-气技术的结合体,整体为盘形桶体结构,盘面上设置了可变间距的圆形道轨。安装在固定盘部件上的转盘部件在动力装置的驱动下实现可调速间歇旋转,当钢球进入道轨后随转盘部件旋转而滚动旋转降温,在盘面上16个旋转间歇位置开设有圆孔,其上装有测温设备进行实时监控,与温控设备联动的气动装置控制活动道轨动作,以实现钢球下落。整套装置自动控制,可实现自动分拣适合淬火温度锻压钢球至热处理池淬火以及不适合淬火温度低温钢球至升温设备的有效分流。解决了原生产工艺因人为不确定性因素而造成的钢球表面硬度不均匀、不稳定等一系列质量问题,降低了生产成本,提高了生产效率。     

高碳低合金耐磨钢铸锻等温淬火磨球的研制与应用

采用铸锻后管温淬火的方法研制高碳低合钢磨球，实验及装机动行结果表明，该种磨球具有较高耐磨性，内外硬度差小，使用过程中破碎率低，无变形，无剥落，价格适宜，具有推广价值。     

锻造次数对7A04铝合金组织和力学性能影响

采用拉伸试验、冲击试验、硬度检测、金相分析等方法测试和分析了7A04铝合金在不同的锻造次数下的强度、硬度、冲击功和金相组织.结果表明:随着锻造次数的增加,由于晶粒不断细化,强度和硬度逐渐升高,当锻造次数为四次时,晶粒发生了完全动态再结晶,强度和硬度达到最大,继续增加锻造次数强度降低;因为组织中微裂纹的存在,随着晶粒的细化塑性反而减小;冲击功随着锻造次数的增加而减小,三次时达到最小,之后又增大.确定一次和四次为7A04铝合金合适的锻造次数,为该类铝合金零件的锻造工艺的制定提供理论基础.     

锻造斗齿的热处理工艺及组织性能

以锻造斗齿成品及斗齿用30CrMnSi钢亚温淬火工艺为研究对象,对斗齿成品不同部位的洛氏硬度及显微组织进行了分析;对30CrMnSi钢经不同模拟锻造余热淬火工艺处理后的组织和性能进行了对比研究。结果表明:斗齿成品表面硬度略低于次表层2~3 HRC,齿尖硬度高于齿根硬度5~10 HRC。通过模拟锻造余热分段淬火工艺,30CrMnSi钢在870 ℃水淬时,其冲击韧性最高,为74 J;当淬火温度低于870 ℃时,由于奥氏体化不均匀或较多铁素体的出现会导致冲击韧性降低;当淬火温度高于870 ℃时,由于加热时奥氏体晶粒粗大,淬火后所得马氏体也粗大,冲击韧性降低。建议生产中采用斗齿齿尖、齿根同时入水的整体淬火工艺,以使斗齿整体获得较高的硬度和韧性。     

TC21钛合金锻件淬火过程温度场及热应力场数值模拟

通过利用ANSYS有限元分析软件对TC21钛合金锻件淬火过程进行数值模拟,获得TC21钛合金锻件淬火不同时刻温度场分布及热应力场分布,以及锻件上所选节点温度、热应力随淬火时间的变化关系,并观察从锻件心部至边部的组织变化,研究冷却速率对组织变化的影响规律。结果表明,当淬火3600 s时,锻件表面已冷却至室温,而心部仍然保持较高温度;从锻件心部至表面冷却速度逐渐增加,并且越靠近表面,组织越细小。 淬火开始阶段,锻件各点热应力迅速升至最大值,随着淬火时间延长,锻件表面及心部热应力均逐渐减小,至淬火结束时,锻件最大残余应力仅为77 MPa。     

锻压温度对Cr12Mo1V1组织性能的影响

以管割刀片用的Cr12Mo1V1钢为研究对象,分析不同的锻压工艺对其硬度、冲击韧性的影响,并使用OM、XRD、SEM分析不同工艺下的微观组织。研究结果表明:相比于直接空冷淬火,锻后空冷的峰值硬度向右偏移,在1100℃时达到峰值887 HV;随着锻压温度升高,650℃回火冲击韧性呈现下降趋势,马氏体转变量减少,残余奥氏体量增加;锻后空冷碳化物主要为M7C3型。综合分析表明,锻压温度为1100~1160℃时,锻压刀片能够得到较好的组织和性能。     

A Method for Measuring the Hardness of the Surface Layer on Hot Forging Dies Using a Nanoindenter

The properties and characteristics of the surface layer of forging dies are critical for understanding and controlling wear. However, the surface layer is very thin, and appropriate property measurements are difficult to obtain. The objective of the present study is to determine if nanoindenter testing provides a reliable method, which could be used to measure the surface hardness in forging die steels. To test the reliability of nanoindenter testing, nanoindenter values for two quenched and tempered steels (FX and H13) are compared to microhardness and macrohardness values. These steels were heat treated for various times to produce specimens with different values of hardness. The heat-treated specimens were tested using three different instruments—a Rockwell hardness tester for macrohardness, a Vickers hardness tester for microhardness, and a nanoindenter tester for fine scale evaluation of hardness. The results of this study indicate that nanoindenter values obtained using a Nanoindenter XP Machine with a Berkovich indenter reliably correlate with Rockwell C macrohardness values, and with Vickers HV microhardness values. Consequently, nanoindenter testing can provide reliable results for analyzing the surface layer of hot forging dies.     

Characteristics of Rb40 steel superficial layer under ball and roller burnishing

Both ball and roller burnishing processes are largely considered in industrial cases in order to ameliorate surface characteristics. Usually, roughness and hardness are sought to measure surface integrity. The aim of this study is to develop a device for mechanical plastic deformation of structural Rb40 steel using ball and roller burnishing and to investigate the evolution of associated roughness, hardness and wear resistance. It was found that roller burnishing provides optimal roughness results, particularly when initial surface quality is close to 3 μm whereas in terms of hardness, ball burnishing becomes interesting. Optimum roughness and hardness are obtained for a specific operating regime in which decisive parameters are the applied force as well as the number of passes. When considering roughness criterion, it is recommended to limit the number of passes to two while three passes are advised for a hardness basis. Rb40 steel superficial layers treated by either roller or ball burnishing behave as a grinded surface with an appreciable wear resistance.     

Fabrication of nanostructured Mo coatings on Al and Ti substrates by ball impact cladding

Nanostructured multicomponent Mo coatings were fabricated on Ti and Al substrates by ball impact cladding at room temperature in an ambient atmosphere. The process involved subjecting the substrate and Mo foil fixed at the top of a vibration chamber to high-energy collisions with balls. The coating formation was the result of a simultaneous process of mechanically induced plastic flow, nanocrystallization, and interdiffusion caused by the ball collisions. Plastic deformation refined the grains at the Mo foil/substrate interface to the nanometre scale. The size of nanocrystalline grains in the Mo coatings ranged between 2 nm and 10 nm. The ball collisions caused atomic level intermixing of different elements, introduced into the surface from the steel balls used for milling, and solid solubility improved remarkably. The hardness of the Mo coatings on the Al and Ti substrates was 552 and 1010 HV, respectively. The initial hardness of the Mo foil was 287 HV. The high hardness of the Mo claddings was attributed to the fine grain structure, formation of supersaturated solid solutions, and high residual compressive stresses.     

空调机焊接球杆断口分析

本文用扫描电镜和光镜对电阻焊接的汽车空调机活塞球杆焊接接头的拉伸和敲断断口进行了分析、结果表明，在敲断的宏观断口中心出现的“高斑”，是沿球与杆交界处断裂，其余区域拉伸断口基本相同，断裂发生在球部，断口大多为沿奥氏体晶界的沿晶断品和少量准解理断口。