20Cr钢激光焊接工艺与焊缝组织性能

研究了激光功率对20Cr钢焊接接头热影响区宽度和显微组织的影响。结果表明,随着功率增大,热影响区宽度增大,其出现的淬火组织明显减少,焊缝晶粒变得粗大;焊接接头显微硬度分布不均匀,出现较高的硬度和较陡的硬度梯度。     

E36钢与304钢光纤激光焊接接头的组织和性能

采用光纤激光对E36船体用钢与304不锈钢进行焊接,分析了焊缝和热影响区的宏观形貌及微观组织,并测试了显微硬度和拉伸性能及Cr、Ni和C元素的分布情况。结果表明:光纤激光对异种钢焊接的焊缝成形良好。焊缝边界区域为细晶区,近中心区为树枝晶和胞状晶。最高硬度值出现在焊缝区。拉伸试样均断在E36基体上。C分布较均衡,Ni和Cr分布差异较大。     

高压热处理对35CrMo钢组织与硬度的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和硬度计分析和测试了35CrMo钢经高压热处理结合高温回火后的组织和硬度,并与传统调质工艺处理后作比较。结果表明,高压热处理后35CrMo钢经高温回火后可析出弥散分布的颗粒状碳化物,有效提高了35CrMo钢的硬度。经3 GPa压力、860 ℃×20 min高压热处理+550 ℃×60 min回火后,35CrMo钢的硬度为45 HRC,较同工艺传统调质处理提高了7.14%。     

42CrMo钢伞形齿轮轴窄间隙激光焊接接头组织与性能

螺旋伞形齿轮的整体制造存在很大困难,通常采用分体加工,然后进行焊接.针对重型机械用伞形齿轮轴的连接,研究了调质状态下42CrMo钢窄间隙激光填充焊丝焊接接头的金相组织和显微硬度,并对接头力学性能进行了分析.试验采用3 500 W Slab CO2激光器,填充焊丝为TGS-2CM.结果表明,在无预热和焊后热处理情况下,采用合适的激光焊接工艺参数可以避免裂纹、气孔等缺陷的产生;焊缝和热影响区的金相组织主要为细小的贝氏体组织,熔合区的显微硬度约为580 HV 0.2,热影响区中不存在明显的软化区;接头抗拉强度在980～1 080 MPa之间,与母材相当满足使用要求.     

激光冲击对45钢-40Cr钢焊接接头组织与性能的影响

为探讨激光冲击处理对45钢-40Cr钢焊接接头组织性能的影响,对激光冲击前后接头各区域的显微组织、残余应力与显微硬度进行了测试。结果表明:焊接接头经激光冲击后,焊缝区原有的马氏体组织在冲击波的作用下分解为细小的马氏体组织;冲击区域内焊缝区、热影响区以及母材区的残余拉应力都变为压应力,并且焊缝中心处有最大平均残余压应力-395 MPa;激光冲击使接头各区域的硬度值有不同程度的提高,热影响区附近提高了约60 HV0.3,焊缝中心提高了约40 HV0.3,且其硬度影响层深度都约为0.5 mm。     

热处理工艺对45#钢激光焊接接头性能的影响

进行激光焊接接头的热处理实验,分析不同热处理工艺对45#钢激光焊接接头性能的影响。结果表明,45#钢激光焊接接头的最优热处理工艺为:热处理温度700℃、热处理时间10 min。在此热处理工艺下,45#钢激光焊接接头从焊缝中心到热影响区的组织过渡均匀,显微硬度显著降低且分布均匀,消除了焊接接头的软化区,提高了激光焊接接头的整体性能。     

TRIP钢激光焊接后的组织与性能研究

研究了TRIP钢经激光焊接后的微观组织变化和硬度变化。试验结果表明:焊接熔融区产生了大量的马氏体和贝氏体组织,热影响区主要为马氏体、贝氏体以及少量铁素体组织;焊缝区域的显微硬度较之原基体有了显著的提高。     

42CrMo钢的等温淬火和回火

通过在Ms点上下温度范围等温淬火处理和改变回火温度,研究了等温淬火温度、时间,回火温度对42CrMo钢显微组织、硬度和冲击韧度的影响。结果表明,42CrMo钢经260 ℃等温15 min可获得马氏体+(10%～15%)的下贝氏体,并具有最高的硬度和较高的冲击韧度。随着等温淬火温度提高和时间的延长,下贝氏体量逐渐增加,且硬度也逐渐降低,但冲击韧度则在等温45 min时达到最大值。42CrMo钢经等温淬火后,随着回火温度的增加,碳化物不断析出聚集,使得硬度逐渐降低,同时这也导致了42CrMo钢等温淬火后组织在360 ℃回火时存在显著的回火脆性,冲击韧度急剧下降。     

TRIP钢激光焊接后的组织与性能研究

研究了TRIP钢经激光焊接后的微观组织变化和硬度变化。试验结果表明：焊接熔融区产生了大量的马氏体和贝氏体组织．热影响区主要为马氏体、贝氏体以及少量铁素体组织；焊缝区域的显微硬度较之原基体有了显著的提高。     

钎焊温度对锡基巴氏合金/钢基体过渡层组织的影响

采用钎焊的方法将锡基巴氏合金与钢基体结合起来,系统研究了钎焊温度对锡基巴氏合金/钢基体焊缝组织和性能的影响。研究表明,钎焊可以使得锡基巴氏合金和钢基体结合良好,随着钎焊温度的升高,产生了垂直于界面生长的树枝状组织,锡基巴氏合金晶粒组织长大,锡基巴氏合金/钢基体焊缝区域显微硬度先增加后降低。当钎焊温度为320~340℃时硬度(HV)达到141.3~146.2,钎焊过程中产生了Fe和Sn的迁移,Cu在过渡层有富集。     

Heat Treatment Properties of 42CrMo Steel for Bearing Ring of Varisized Shield Tunneling Machine

The heat treatment properties of 42 CrMo steel for bearing ring of varisized shield tunneling machine were investigated by optical microscope(OM), scanning electron microscope(SEM), transmission electron microscope(TEM),and impact tests. The addition of 0.03 wt% C into 42 CrMo steel can increase the hardness. But it reduces the impact energy by 46 J because of the appearance of coarser carbides in the matrix and the carbides along the austenite grain boundary.The addition of 0.40 wt% Mn into 42 CrMo steel can improve hardenability. However, the toughness of steel is also reduced by 26 J mainly because of the coarsening of carbides and the strengthening of matrix. Both hardenability and toughness of 42 CrMo steel can be improved by adding 1.49 wt% Ni and reducing 0.32 wt% Cr. The depth of hardening layer can be raised to 45 mm, and the impact energy at-20 °C is 120 J. Thus, it is concluded that a good combination of hardness, hardenability, and toughness of 42 CrMo steel can be achieved by alloying with adding some content of C and Ni.Detailed content of C and Ni should be on the requirements of heat treatment properties of steel for bearing ring of varisized shield tunneling machine.     

YG13C硬质合金钎焊工艺研究

采用中频感应钎焊工艺，分别用HSCuZnNi和HL105钎料对42CrMo钢和硬质合金YG13C进行钎焊，分析了钎料、冷却方式对钎缝抗剪强度的影响。结果表明，HSCuZnNi钎料钎缝的抗剪强度比HL105大20％，采用缓慢的冷却方式可提高抗剪强度。     

密封面激光表面淬火工艺的应用研究

研究了35CrMo钢密封面的激光表面淬火工艺、淬火层的组织及硬度分布，探讨了用激光表面淬火技术取代渗氮处理的可能性。结果表明，对工件形变要求严格的密封表面，采用激光表面淬火工艺进行强化处理是可行的。     

20CrMo钢齿轮轴早期断裂分析

采用化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电子显微分析和能谱微区成分分析等方法,对20CrMo钢起动机驱动齿轮轴过早失效断口进行了分析。结果表明,驱动齿轮轴的过早断裂系原材料冶金缺陷、表面硬化层组织反常和心部硬度偏低所致。     

激光表面淬火对铬钼铸铁组织和硬度的影响

采用TH-3DC3000型激光加工系统对铬钼铸铁进行了激光表面淬火处理,研究了不同激光功率和扫描速度对铬钼铸铁显微组织、表面硬度及硬化层深度的影响。结果表明,经激光表面淬火后,铬钼铸铁的组织由硬化区、过渡区和基体3个区域组成,硬化区组织为隐晶马氏体、残留奥氏体和球状石墨,过渡区组织为隐晶马氏体、珠光体和球状石墨,基体组织为铁素体、珠光体和球状石墨。在激光表面淬火未对试件产生过热影响时,激光功率的增大和扫描速度的降低均会提升铬钼铸铁的表面硬度和硬化层深度。在5 mm×20 mm的矩形激光光斑下,确定最优的参数组合为激光功率2300 W、扫描速度0.003 m/s,采用该参数组合对铬钼铸铁进行激光淬火处理时,表面硬度为760 HV0.3,硬化层平均硬度为724 HV0.3,硬化层深度可达1.4 mm以上。     

感应钎涂金刚石/镍基合金复合涂层的性能

以45钢为基体,采用感应钎涂工艺在其表面制备金刚石/镍基合金复合涂层,通过洛氏硬度计、磨粒磨损试验机对涂层进行硬度和耐磨性测试,采用超景深显微镜、扫描电子显微镜对涂层、钎料和金刚石形貌进行观察,采用EDS对金刚石表面微区进行成分分析,初步研究了复合涂层的微观形貌、磨损规律及机制. 结果表明,金刚石颗粒在镍基合金复合涂层中弥散分布,与钎料合金实现了良好的冶金结合. 随着金刚石含量增加,可显著提高复合涂层的硬度及耐磨性. 当金刚石质量分数为20%时,涂层的宏观硬度达到63 HRC,较纯钎料涂层提高1.5倍;在相同的磨损试验条件下,纯钎料涂层的磨损失重为0.335 4 g,金刚石含量为20%的复合涂层磨损失重为0.097 9 g,仅为纯钎料涂层的29.2%.     

42CrMo钢宽带激光熔覆NiCrBSi组织和性能

采用宽带扫描吕磁针 圆形光斑展宽成矩形,在42CrMo基材表面激光熔覆NiCrBSi合金,得到致密无裂纹结合层,研究了熔覆层组织、物相及其对熔覆层硬度、耐磨性的影响,并综合阐述了不同工艺对硬度、耐磨性及熔覆层的影响。     

Al对42CrMo螺栓钢淬透性的影响

在42CrMo钢的基础成分上增加Al、Ti元素,通过末端淬火试验和截面硬度试验对比分析Al对42CrMo钢淬透性的影响差异,通过常规力学性能检测对比其与42CrMo钢的力学性能差异。结果表明Al、Ti元素添加可进一步提高淬透性,并且使钢的强度达到1200 MPa级,－40 ℃下KV₂≥27 J,满足低温环境下螺栓用钢的使用要求。采用化学相分析方法,对钢中析出相进行了定性、定量分析,结果表明Ti在钢中添加发挥明显固氮作用,提高了Al元素的固溶量,利用热膨胀法对比测定试验钢的等温转变曲线,证明了增加Al含量,降低了奥氏体临界转变温度,使C曲线右移,明显改善了钢的淬透性。     

冷处理对42CrMo钢硬度和耐磨性的影响

在42CrMo钢常规处理的基础上增加了冷处理,研究浅冷处理和深冷处理对42CrMo钢硬度和耐磨性的影响。结果表明,经浅冷处理和深冷处理后,42CrMo钢中残留奥氏体向马氏体发生转变,且碳化物析出增多,致使钢的硬度和耐磨性均有提升,且深冷处理后硬度和耐磨性提升幅度高于浅冷处理。