炮钢材料等离子淬火后的组织与性能

为提高炮钢材料表面硬度和改善摩擦磨损性能,采用等离子淬火技术对炮钢材料进行表面处理。通过金相显微镜分析了淬火硬化带的组织与形貌,用显微硬度计测量硬化带表面与断面的硬度,用摩擦磨损试验机研究摩擦因数与磨损形貌的变化。结果表明,炮钢材料在等离子淬火后由表面到基体分为3层,最表层为马氏体硬化层,最深达到1. 48 mm;表面硬度由320 HV0. 5提升至725 HV0. 5,硬度最大值处不在最表层而是在次表层;平均摩擦因数较淬火前降低了30. 2%,耐磨性提高11倍,磨损机制由黏着磨损变为为磨粒磨损。     

残留奥氏体含量对20SiMn2MoV钢强韧性的影响

采用新型Q-P-T(淬火-碳分配-回火)工艺对20Si Mn2Mo V钢进行热处理,通过改变淬火介质温度(QT)和碳分配+回火时间(PT+TT),改变其组织,旨在提高钢的强韧性。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试等手段,研究了新型Q-P-T工艺对20Si Mn2Mo V钢、微观组织及其对力学性能的影响。结果表明,20Si Mn2Mo V钢经Q-P-T工艺处理获得了板条马氏体+含量较多的残留奥氏体,残留奥氏体含量为8%~11%;试样拉断后,测量试样中残留奥氏体的体积分数变化,显示了残留奥氏体量明显减少。通过对比应力-应变曲线发现,在缩颈前试样曲线斜率发生了明显变化,因此,20Si Mn2Mo V钢在拉伸过程中表现出明显的相变诱发塑性(TRIP)效应;淬火介质温度为110℃,碳分配90 s时,钢的抗拉强度为1331MPa,伸长率达23.0%,强塑积为30613MPa·%,具有优良的强韧性匹配,强韧性得到提高。     

组织均匀化处理对Cr-Ni-Mo钢力学性能的影响

采用阶梯式循环淬火+调质工艺对AISI 4330钢中产生的带状缺陷进行了均匀化处理,并探究均匀化处理过程的组织演变及其对力学性能的影响规律。结果表明,原始带状缺陷试样为铁素体+珠光体组织,带状组织评级为3级,EPMA结果显示存在较为严重的C、Cr、Mo元素偏析。经过多次高温淬火+调质,带状缺陷组织转变为由铁素体和含Cr碳化物以及回火索氏体组成的均匀组织,元素偏析得到一定程度的改善,C元素扩散明显,Cr、Mo元素偏析仍存在,阶梯式循环淬火的多次相变过程使得组织得到明显细化。此外,试验钢的力学性能得到提升,抗拉强度达到1200 MPa以上,硬度达到350 HBW左右,-40℃冲击吸收能量达到64.2 J左右,组织细化同时提高了试样的强度及塑韧性,碳化物的大量析出也有利于提高钢的强度。强度和韧性的提升更能满足压裂泵产品使用要求,提高AISI 4330钢使用寿命。     

氢对高强度钢缺口拉伸强度的影响

利用慢应变速率拉伸试验方法研究高强度钢SCM435的氢脆敏感性.结果表明,SCM435钢经淬火回火抗拉强度为1450MPa时具有高的氢脆敏感性.经充氢后试样的缺口拉伸强度降低,并且随可扩散氢含量的增加,缺口拉伸强度呈幂函数方式下降.不同应力集中系数试样的试验表明,氢致断裂与局部氢浓度峰值和应力峰值有关.     

16Mn钢及其热影响区在碱性硫化物环境中的应力腐蚀行为与机理

利用电化学测量技术、慢应变速率拉伸实验和U形弯试样浸泡实验,研究了16Mn钢及其模拟热影响区(HAZ)在碱性硫化物和Cl~-介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为与机理.结果表明:16Mn钢原始组织、粗晶组织(空冷组织)和硬化组织(淬火组织)在碱性硫化物环境中均呈钝化状态,钝化电流密度依次降低.由淬火组织、空冷组织和原始组织的自然腐蚀电位依次降低可以推知,HAZ为阴极,焊缝和基体为阳极,长期服役后靠近熔合线处由于腐蚀暴露出残余拉应力区,引起SCC.HAZ中硬化组织、粗晶组织和原始组织在碱性硫化物环境下的应力腐蚀敏感性依次降低,其中硬化组织的SCC特征明显.而其余2种组织的SCC特征不明显.16Mn钢焊缝区在碱性硫化物环境中SCC裂纹扩展机制为沿晶型阳极溶解机制.     

合金元素及热处理对新型槽帮钢组织与性能的影响

通过Cr、Mo等合金化设计出新型槽帮铸钢,利用扫描电镜、拉伸、冲击试验机及布氏硬度计等研究了新型槽帮钢在不同热处理条件下的组织与性能变化。结果表明,添加Cr、Mo等合金元素提高了钢的淬透性和回火稳定性,细化组织并促进碳化物析出,热处理后钢的强度、硬度、塑性和韧性得到明显改善。ZG-1试验钢经900、920℃淬火、500℃回火时抗拉强度为999～1002 MPa,屈服强度931～933 MPa,断后伸长率15.0%～14.0%,室温硬度296～298 HBW,冲击吸收能量61.0～63.0 J;ZG-2试验钢920℃淬火、500～520℃回火时强韧性更优异,抗拉强度1039～1011 MPa,屈服强度981～947 MPa,断后伸长率15.0%～15.3%,室温硬度305～298 HBW,冲击吸收能量64.5～67.5 J,可以满足刮板输送机中部槽材料的性能要求。     

Q235钢表面复合强化处理后的拉伸强度

在Q235钢表面进行等离子渗铬和铬-钼、钨-钼共渗,然后进行等离子超饱和渗碳、淬火及回火处理,获得表面强化层.并对处理后的材料进行了拉伸试验.结果表明：基体的屈服强度和抗拉强度分别为669.48 MPa和696.74MPa,而经过表面复合强化处理后,材料的屈服强度最低为834.53 MPa,最高为1310.17 MPa;抗拉强度最低为957.38MPa,最高为1508.19 MPa.极大地改善了Q235钢的拉伸性能.而且经4 h等离子渗铬及后续热处理后,材料的拉伸强度提高更显著.     

回火温度对亚温淬火40CrNi2Mo钢组织和性能的影响

研究了回火温度对原始组织分别为退火态、回火马氏体以及调质态的40CrNi2Mo钢经亚温淬火后的组织和力学性能的影响。结果表明,三种原始组织40CrNi2Mo钢亚温淬火后的强度、硬度、塑性和韧性随回火温度的变化规律一致,且在400℃均出现回火脆性,其中调质态40CrNi2Mo钢经亚温淬火后在400～600℃回火的综合力学性能最好。     

淬火介质对7A85铝合金组织、力学性能及残余应力的影响

研究了不同淬火介质对7A85航空铝合金微观组织、残余应力和力学性能的影响。结果表明:经10%NaCl+KNO_3盐溶液淬火后,铝合金试样的屈服强度和抗拉强度分别为556 MPa和577 MPa,伸长率为12%,与25℃水和5%PAG溶液淬火介质相比,试样的力学性能更优。经5%PAG溶液淬火后,试样表面残余应力最小,横向和纵向分别为-100 MPa和-123 MPa,相对于25℃水淬,试样横向和纵向残余应力分别降低了44%和32%。采用冷却效率最高的10%NaCl+KNO_3盐溶液淬火介质,可得到高于0.32vol%的第二相颗粒比例,淬火介质对再结晶基体组织没有明显的影响。     

回火温度对3Cr3Mo2NiW钢力学性能和断口形貌的影响

研究了3Cr3Mo2NiW钢力学性能和断口形貌随回火温度的变化。结果显示,随着回火温度的升高,试验钢的硬度降低,韧性增加,550 ℃回火时出现二次硬化现象;600 ℃以上回火,硬度明显降低,韧性大幅度增加;700 ℃回火态试样未冲断。淬火后,随着回火温度的升高,试验钢的基体组织逐渐转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体。300~600 ℃温度区间内回火试样的断裂方式为准解理断裂,高温回火试样的断裂方式为韧性断裂,不同温度回火后得到的显微组织和碳化物对试样的冲击韧性有较大影响。     

工程机械缸套等离子表面淬火热处理工艺及性能的研究

工程机械缸套在运行过程中,容易产生因45钢硬度低而导致表面产生磨损失效的现象,缩短了缸套的使用寿命。针对这一缺点,本试验采用等离子表面淬火热处理工艺对工程机械缸套的内壁进行局部硬化处理,实现自激冷却淬火,生成硬度极高的淬火硬化层,组织为高硬度的隐针马氏体。结果表明:随工作电流的增加,淬火层硬度也趋于上升;而伴随着扫描速度或波头数的增大,单道与交叉道的硬度均呈下降趋势。经等离子表面淬火热处理后的试样表面比未淬火的原始试样耐磨性提高了5~6倍。     

Q235钢双层辉光等离子Mo-Cr共渗及其热处理工艺研究

对比研究了Q235钢进行双层辉光等离子Mo—Cr共渗和不同热处理工艺处理的表面层组织和性能。结果表明：Q235钢等离子Mo—Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋深冷处理＋回火的试样,表面渗层组织结构细小,碳化物分布弥散,尺寸小于1μm,表面硬度达到1600HV。摩擦磨损试验表明：Q235钢经过渗碳＋淬火＋低温回火、等离子Mo—Cr共渗＋离子渗氮、等离子Mo-Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋低温回火、等离子Mo-Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋深冷处理＋低温回火处理的试样的相对耐磨性分别为：1,1．32,1．6和2．74。     

20CrMo钢空心抽油杆的调质处理工艺

研究20CrMo钢空心抽油杆经过不同调质处理后的显微组织、力学性能。结果表明,20CrMo钢经880℃淬火+580℃回火处理后组织构成理想,无影响材料塑韧性的不利组织,晶粒细小;在获得高强度的同时,强度和塑韧性有良好配合,抗拉强度达到998MPa,屈服强度856MPa,伸长率20%,断面收缩率56%,冲击吸收能量24kJ,大大减少了作业过程中空心抽油杆井下疲劳断裂次数。     

轴承用8Cr4Mo4V钢真空气淬及等温盐浴淬火后的性能对比分析

通过显微组织观察及性能测定,对轴承用8Cr4Mo4V钢真空气淬及等温盐浴淬火处理后的性能进行了对比分析。结果表明,8Cr4Mo4V钢真空气淬后得到马氏体组织,等温盐浴淬火后得到马氏体+贝氏体混合组织。真空气淬后钢的晶界有碳化物析出,腐蚀后晶界特征明显,而等温盐浴淬火后晶界碳化物析出量少,钢的晶界特征不明显。再经回火处理后,钢中析出大量碳化物,与真空气淬相比,等温盐浴淬火钢中析出的碳化物在尺寸和数量上都更大。钢的硬度和耐磨性测试表明,等温盐浴淬火钢的硬度为61.78 HRC,而真空气淬钢的硬度为60.28 HRC,硬度提高了1.5 HRC,等温盐浴淬火钢的摩擦磨损性能比真空气淬钢高。与真空气淬相比,等温盐浴淬火处理后钢的力学性能提升,室温拉伸强度提高了164 MPa,高温拉伸强度提高了50 MPa,冲击吸收能量提高了46.9%,旋转弯曲疲劳强度极限由860 MPa提高至1050 MPa,提高了22%。     

一种超高强度低合金钢的拉伸微屈服行为的原位中子衍射研究

研究了一种超高强度低合金钢与环境裂纹敏感性（EAC）有关的拉伸微屈服行为。宏观屈服强度为1120MPa,拉伸应力近700MPa开始微屈服的超高强度低合金钢,其化学成分（质量分数,％）为0．22C．0．25Si。0．70Mn．3．40（Cr＋Ni＋Mo）-0．13（V＋Nb＋Ti）。用这种钢制作的深水系泊链环经1273K淬火和873K回火,原位中子衍射测量结果表明,对其光滑圆柱试样施加拉力,至应力500MPa,良好地符合线弹性应变;至700MPa时,（200）晶面族晶粒优先出现非线弹性应变;至800MPa,（110）晶面族晶粒也呈非线弹性应变。随着拉力的进一步增大,（200）晶面族晶粒的非线性弹性应变量逐步增加,而（211）晶面族晶粒仍停留在线弹性应变阶段。     

非比例加载路径下TRIP钢的应变硬化行为

通过大试样拉伸与小试样拉伸相结合的方法,分析冷轧TRIP780钢的瞬时应变硬化速率随应变水平的变化规律,详细讨论不同应变路径下TRIP钢应力应变曲线体现出的硬化特性,并对微观组织的演变进行扫描电镜观察。结果表明,TRIP钢不仅具有较高的初始硬化能力,而且具有较长应变范围内的后续硬化能力;非比例加载路径下TRIP钢应力应变曲线表现出了软化效应、瞬时硬化能力和相交效应;加载路径的改变,可引起位错的运动方向和稳定性发生改变,从而影响硬化行为。     

压铸用H13热作模具钢热处理工艺研究

为预防模具早期失效、提高模具使用寿命,以H13钢为对象,通过试验,对该热作模具钢的淬火、回火工艺及二次硬化进行了系统研究,并对其强度、塑性、硬度及冲击性能进行了检测及分析.研究结果表明,优质H13钢二次硬化温度比常用H13钢高50～70℃;经1 100℃淬火、600℃二次回火后,试样表现为较优的强韧性配合和综合使用性能,其伸长率达8.10%,屈服强度达1 335 MPa、抗拉强度达1 534 MPa.     

不同硬度基体下等离子喷涂钼合金涂层结合性能

采用相同的等离子喷涂工艺,对基体60钢的调质状态和高频淬火状态两种表面进行喷涂Mo合金粉末试验;通过拉伸试验测定了涂层的强度,采用金相显微镜和扫描电镜观察了涂层的微观形貌。结果表明:两种状态下的表面均可获得以高熔点的钼为软基体、镍基合金作为硬骨架的等离子涂层;调质状态下所获涂层的结合强度稍高于高频淬火状态下所获涂层的结合强度。基体处于调质状态时,表面喷砂粗化后粗糙度较大,与涂层的机械咬合效应要好于高频淬火状态。在高频淬火状态下,涂层内部的残余应力对涂层的内聚强度有较大的削弱。     

40CrNi2Mo钢中频淬火后组织和性能的研究

研究了40CrNi2Mo钢经不同工艺热处理后,再对其表面进行中频淬火并测定其组织及性能。结果表明,以调质工艺为基本工艺并对其表面进行中频淬火后,40CrNi2Mo钢表面的组织为均匀细小的马氏体,强度和耐磨性显著提高,心部组织为回火索氏体,并呈弥散分布,塑韧性没有明显下降,从而提高了40CrNi2Mo钢表面的耐磨性、疲劳抗力和承载能力,使40CrNi2Mo钢具有良好的综合力学性能。     

淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响

通过SEM、TEM和XRD分析,结合拉伸试验、断裂韧度试验和硬度测试,研究了淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响。结果表明,经850～1050℃淬火+深冷+回火,试验钢的抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度均随着淬火温度的升高先升高后逐渐降低,在900℃时分别达到峰值,此时抗拉强度为1483 MPa,断裂韧度则在淬火温度为1000℃时达到最高,为62.4 MPa·m^1/2。淬火温度低于1000℃时,试验钢的晶界及马氏体板条上存在富Mo型M₆C碳化物,碳化物随淬火温度的升高逐渐溶解,在1000℃时未再观察到未溶相。试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高先缓慢增大,当温度超过1000℃时,原始奥氏体晶粒及组织快速粗化,断裂韧度和断面收缩率也出现大幅度降低。