大型轴承滚柱的等离子渗碳工艺研究

介绍了等离子渗碳的工艺与设备、渗碳机制、原理与特点,并与其它渗碳方法进行了比较.采用等离子渗碳工艺对20Cr2Ni4A钢的大型轴承的滚柱进行试验和渗碳后的性能分析研究,表明等离子渗碳的速度和效率都比普通气体渗碳有明显提高,而且表面硬度为HRC61～63,渗层深度为4.2mm,金相组织为马氏体及残余奥氏体1～2级,心部组织为铁素体1～2级.     

钢制品渗碳后怎样进行淬火?

正渗碳是在奥氏体状态进行的。渗碳的作用只是使渗层碳含量与高、中碳钢相当,而心部成分保持不变。工件渗碳后必须进行淬火回火处理,才能使渗层和心部的力学性能达到预定的要求。渗碳后的淬火方法有以下几种:1)直接淬火。直接淬火就是渗碳工件出炉后直接淬人冷却介质的淬火方法。这种淬火方法通常只用于气体渗碳及液体渗碳工件。气体渗碳时,如果未在炉内进行预冷,出炉后应在空气中预冷,目的是减小工件与冷却介质的温度差、从而减小冷却过程中产生的内应力和形状畸变。工件在炉中预冷时,出妒温度应高于钢材的Ar3,以免心部组织中出现先共析铁素体,致使心部强度下降.这个温度常高于高碳钢的淬火加热温度,工件淬火后表层组织中可能含有较多残留奥氏体,使表面硬度偏低。     

固溶处理对注射成形0Cr17Mn11Mo3N钢组织性能的影响

采用金属粉末注射成形工艺制备出了0Cr17Mn11Mo3N高氮无镍奥氏体不锈钢(含氮0.78wt%),研究了固溶处理对力学性能和组织的影响.结果表明,固溶处理能极大改善材料组织和性能,未固溶处理试样组织主要为奥氏体、铁素体以及在晶界连成网状的Cr2N析出物,固溶处理后得到了均一的全奥氏体孪晶组织;固溶处理后力学性能大大提高,抗拉强度和伸长率分别为885MPa和26.0%,为未固溶试样的1.3倍和2.2倍;未固溶处理试样断口为沿晶和韧窝断裂特征,固溶处理试样为韧窝延性断裂特征.     

固溶处理对2205双相不锈钢FCAW接头组织及力学性能的影响

利用气体保护药芯焊丝焊接2205双相不锈钢,并对焊接接头进行固溶处理。采用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪对焊接接头的显微组织和断口形貌进行了观察与分析,并测试了焊接接头的冲击韧性和显微硬度。结果表明,未经处理的焊接接头熔合区较宽,主要为基体铁素体组织,并且晶粒粗大。热影响区的铁素体和奥氏体边界有少量析出相χ相,铁素体内部有颗粒物析出;焊缝区铁素体内部有σ相和γ_2相析出。1 050℃固溶处理后焊接接头析出相和颗粒物消失,奥氏体组织含量提高,冲击断口等轴韧窝增多,韧性增加,硬度值降低。     

固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响

利用FactSage软件中的FSstel数据库对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的相图进行计算,分析了氮元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响,得到了53Cr21Mn9Ni4N耐热钢平衡凝固及冷却相变路径图,并用OM、SEM、XRD、EDS等对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶3、10、20、40和60 min后的显微组织及碳化物演变规律进行了研究。结果表明,53Cr21Mn9Ni4N耐热钢由1600 ℃平衡冷却至300 ℃的过程中完整的平衡相变路径为:液相+气体→液相→液相+δ铁素体→液相+δ铁素体+奥氏体→液相+奥氏体→奥氏体→奥氏体+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体+σ相。M₂₃C₆的析出温度随着氮含量的增加而降低,M₂(C,N)的析出物温度随着氮含量的增加而升高,M₂₃C₆会因M₂(C,N)的析出受到抑制。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的铸态组织非常不均匀,奥氏体呈树枝晶状生长,枝晶间析出大量层片状碳化物。随着固溶时间的增加,分布在枝晶间的层片状碳化物逐渐变成块状及短棒状,碳化物的数量逐渐减少,粗壮的树枝晶也逐渐变得细小。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶后的组织及碳化物均得到明显改善。     

航空轴承钢M50NiL真空低压渗碳热处理工艺研究

为探究渗碳全流程工艺对航空轴承用钢M50NiL渗层组织性能的影响规律,对M50NiL钢开展了真空低压渗碳热处理研究,分析了渗碳、淬火、冷处理和回火等工艺对渗层的组织演变及其对应硬度梯度分布的影响。结果表明,经渗碳淬火后,实验钢有效渗层深度为1.25 mm,随着碳浓度的降低,从渗层表面到芯部碳化物的体积分数和析出尺寸逐渐减小,显微硬度呈现逐渐下降趋势。冷处理工艺促使部分残余奥氏体组织转变为马氏体组织,进一步提高渗层整体硬度。经回火处理后,表面硬度有所降低。实验钢表面碳化物主要为Cr、V、Mo、Ni的碳化物。     

固溶温度对316L奥氏体不锈钢δ铁素体转变的影响

对含有残余铁素体的316L奥氏体不锈钢进行不同温度的固溶处理,使用SEM、EBSD、TEM和显微硬度等技术分析试验样品的微观组织、织构和析出相。结果表明:奥氏体不锈钢在900～1100℃固溶处理30min后水淬,存在奥氏体、铁素体和Sigma三相。在900～1000℃范围内生成Sigma相,Sigma相会提高基体硬度。Sigma相主要由残余δ铁素体分解生成,{001}110和{001}100取向的δ铁素体优先向Sigma相转变。且随着温度的升高,Sigma含量降低,奥氏体平均晶粒尺寸增加,硬度呈逐渐下降趋势。固溶温度超过1050℃后,Sigma相完全固溶进奥氏体中,奥氏体平均晶粒尺寸显著长大,硬度值快速降低,残余铁素体中{001}110和{001}100织构重新增强。1100℃固溶处理后,残余铁素体含量降低至0.2%。     

18Cr2Ni4WA钢真空碳氮共渗工艺试验

制定了一种18Cr2Ni4WA钢的真空碳氮共渗的热处理工艺,研究了该真空碳氮共渗工艺对18Cr2Ni4WA钢的微观组织和性能的影响。结果表明,18Cr2Ni4WA钢经真空碳氮共渗、高压气体淬火、深冷与低温回火后,表层微观组织为细针状马氏体,心部为板条状回火马氏体;表面残留奥氏体含量为9.19%(Vol.);试样表面硬度达到了901 HV0.2,有效渗碳层深度达到了1.3 mm。     

1Cr18Ni11Si4AlTi双相不锈钢的固溶组织与性能

对1Cr18Ni11Si4AlTi双相不锈钢进行了不同温度的固溶热处理试验,对材料的组织和性能与固溶处理之间的关系和影响规律进行了研究。结果表明:随着固溶温度的升高,材料中的析出相逐渐溶解,铁素体含量增加,屈服强度随着铁素体含量增加而提高,材料硬度呈现先降后升的趋势,1050 ℃固溶处理时硬度最低,当固溶温度达到和超过1100 ℃时,其显微组织逐渐粗化,铁素体含量明显增加,材料的屈服强度明显提高。     

20Cr2Ni4A齿轮钢高温渗碳工艺研究

对20Cr2Ni4A齿轮钢的高温渗碳工艺进行了研究,并对其显微组织、硬度梯度、晶粒度等指标进行了测试。结果表明,20Cr2Ni4A齿轮钢在高温渗碳后油淬及高温回火后的显微组织为回火马氏体加少量残留奥氏体,并在渗层表面弥散分布有碳化物颗粒,渗层表面硬度达58~62 HRC。高温渗碳后奥氏体晶粒度可达到8级,显著提高了渗碳效率。     

20Cr2Ni4A齿轮钢高温渗碳工艺

对20Cr2Ni4A齿轮钢的高温渗碳工艺进行了研究,并对其显微组织、硬度梯度、晶粒度等指标进行了测试。结果表明20Cr2Ni4A齿轮钢在高温渗碳后油淬及高温回火后的显微组织为回火马氏体加少量残留奥氏体,并在渗层表面弥散分布有碳化物颗粒,渗层表面硬度达58~62 HRC。高温渗碳后奥氏体晶粒度可达到8级,显著提高了渗碳效率。     

固溶处理对铝热-离心法制备的不锈钢衬层显微结构的影响

研究了铝热 -离心法制备的复合钢管中不锈钢内衬层的显微结构以及固溶处理对不锈钢层的显微结构及力学性能的影响。结果表明 ,不锈钢内衬层主要由奥氏体枝晶组成 ,枝晶间分布着一薄层铁素体。铁素体区内有AlNi金属间化合物析出。奥氏体和铁素体的相界面上有σ相析出。 1 0 0 0℃固溶处理可消除缓慢冷却过程中在不锈钢中形成的σ相和AlNi析出相 ,显著提高不锈钢的塑性 ,不锈钢内衬层的伸长率由处理前的 8%提高到处理后的 2 1 %。     

淬火温度对17 Cr2 Ni2 MoVNb重载齿轮钢组织和硬度的影响

研究了新型齿轮钢17Cr2Ni2MoVNb渗碳之后经不同温度淬火后的微观组织和硬度。结果发现,随淬火温度的升高,渗碳层中未溶碳化物减少、残留奥氏体增加。在860℃淬火时,17Cr2Ni2MoVNb钢渗碳层组织和硬度最佳,其碳化物为3级、残留奥氏体含量为23.55%、硬度达到750 HV0.2、且波动较小。     

固溶处理对S31803钢TIG 焊缝组织与腐蚀性能的影响

采用光学显微镜、维氏硬度计和电化学分析仪等对不同固溶温度下S31803双相不锈钢TIG多层焊缝的显微组织、硬度及电化学腐蚀性能进行了研究。试验结果表明,S31803双相不锈钢TIG多层焊缝主要由奥氏体和铁素体组成,且多层焊缝区域中也出现少量σ相,而焊缝下层焊道中奥氏体含量明显少于上层焊道;经过固溶处理,奥氏体和铁素体含量接近,在经过1 050℃固溶处理后σ相消失;但随着固溶温度的提高,奥氏体所占比例增大。固溶处理促使焊缝上下层的硬度趋于接近,当950℃固溶热处理后,焊缝硬度略有增加,而经过1 050℃固溶处理,焊缝硬度降低。此外,随固溶温度升高,焊缝耐腐蚀性越好,其中固溶温度为1 050℃时,耐腐蚀性能最佳。     

20CrMnTi钢真空低压渗碳工艺及组织性能研究

研究了20Cr Mn Ti钢真空低压渗碳过程中渗碳温度和渗碳时间对渗层深度、渗层硬度分布和表面碳含量的影响,并分析了碳含量对渗层硬度分布的影响规律,比较了真空渗碳和气体渗碳两种渗碳工艺对盲孔结构的渗碳结果和渗层组织。结果表明,随渗碳温度的升高和渗碳时间的延长,渗层深度和表面碳含量增大,但表面硬度下降。碳含量对渗层硬度分布的分析结果表明,碳质量分数为0.78%时,渗碳层具有最高淬火硬度。对于盲孔结构,相较于气体渗碳,真空渗碳能显著减小渗层深度偏差,并改善渗层组织。     

固溶温度对18Cr2Ni4W合金渗硼后组织和性能的影响

利用金相、XRD、硬度等方法研究不同固溶温度对18Cr2Ni4W表面渗硼后的组织和性能的影响。结果表明:不同温度的固溶处理改变硼化物的分布和硬度梯度的分布,随着温度的增加,渗硼层的厚度先增加后减小。其中,18Cr2Ni4W合金经过860℃、6 h渗硼处理,再经过760℃固溶处理15 min及560℃高温回火1 h后获得最佳性能;表面硬度可达1400 HV,心部硬度400 HV,有良好的硬度和塑韧性。     

18Cr2Ni4WA钢真空渗碳后热处理工艺的优化

制定了两种不同的热处理工艺,研究18Cr2Ni4WA钢真空渗碳后回火、淬火和深冷工艺对材料组织和性能的影响。结果表明,18Cr2Ni4WA钢渗碳后,经高温回火、淬火、深冷和低温回火处理后,渗碳层深度几乎不受影响,表面残留奥氏体含量显著降低。经680 ℃×5 h两次高温回火+860 ℃淬火+－115.3 ℃深冷+160 ℃低温回火工艺处理后,试样表面硬度为64.2 HRC,渗碳层深度为0.86 mm;并得到由针状回火马氏体、少量残留奥氏体和弥散分布的点状碳化物组成的渗碳层组织和由低碳板条状回火马氏体组成的心部组织,不仅使得表面获得高硬度,同时保证了心部的强韧性。     

Al添加量对Fe-22Cr-25Ni奥氏体耐热钢析出和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)配合能谱仪(EDS)分析了添加1.5%、2.5%和3.5%(质量分数)Al的Fe-22Cr-25Ni奥氏体耐热钢在750℃时效不同时间后的显微组织和析出相变化规律,并对比分析了时效处理对拉伸性能的影响。结果表明:含铝奥氏体耐热钢固溶处理后的组织由奥氏体与微量细小的NbC相组成。铝含量对奥氏体耐热钢析出相稳定性影响较大,含铝奥氏体耐热钢在750℃时效后析出相主要为以δ铁素体相、σ相和NbC相为主。添加1.5%Al试样时效后晶界析出δ相,晶内析出NbC相。当铝含量达到2.5%和3.5%时,时效后δ铁素体相开始在晶内析出,晶界处δ相随时效延长部分转变为σ相,且析出相数量随着Al含量增加呈上升趋势。时效处理后耐热钢的抗拉强度明显高于固溶处理试样,而伸长率却显著降低,尤其时效时间为72 h试样,这与晶界上呈网状分布的σ相相关;同时耐热钢的强度随着Al含量的增加不断提高,塑性不断降低。耐热钢的硬度的变化规律与强度的变化规律一致。综上所述,1.5%Al试样其脆性相最少,拥有最佳的力学性能。     

硅对准贝氏体渗碳钢组织与性能的影响

研究了硅对准贝氏体渗碳钢渗碳组织与性能的影响。试验结果表明，硅降低渗层碳浓度、使渗碳层碳含量的分布平缓，阻碍渗层碳化物析出，渗碳后空冷渗层最外层组织为高碳马氏体和残留奥氏体。硅能显著提高渗碳钢的回火抗力。     

新型微变形齿轮钢渗碳特性及力学性能

对一种新型微变形齿轮钢的渗碳特性和力学性能进行研究。结果表明，经渗碳空冷，渗层碳浓度梯度平缓，表层硬度为61～63HRC，心部硬度达到35～42HRC。表层组织为细小分散马氏体 少量残留奥氏体，过渡层为针状贝氏体 板条马氏体，心部主要为束状贝氏体。渗层耐磨性好，基体力学性能优良，能很好地满足齿轮的服役条件。