热处理GCr15钢精细组织实验分析

GCr15钢经热处理后,获得了以下贝氏体为主,马氏体、少量残余奥氏体、碳化物为辅的B下/M复相组织。其中针状下贝氏体形貌类似于马氏体,贝氏体片条宽平均约1.62μm;马氏体为板条状与片状位错缠结在一起,厚度大致为0.2μm;ε碳化物呈短条状镶嵌在基体中,有规则地沿与铁素体主轴成55°～60°角的方向上呈排状分布,碳化物平均粒度约为0.43 mm;分布在板条马氏体间隙内和片状马氏体周围的薄膜条状残留奥氏体膜宽约15～30 nm。测试结果表明:B下/M复相组织的GCr15钢具有良好的综合力学性能。     

客车轴承贝氏体等温淬火生产线

长期以来，我国铁路客车轴承一直采用GCr15钢马氏体淬火工艺。马氏体组织强度高，但韧性低，畸变量大。伴随着我国铁路客车的普遍提速，GCr15钢马氏体淬火的组织性能已经不能满足要求，为进一步适应铁路运输事业的发展，采用新材料GCr18Mo钢贝氏体等温淬火工艺，以获得力学性能比马氏体更优越的贝氏体组织。     

铁路提速客车轴承贝氏体淬火工艺研究与应用

长期以来,我国铁路客车轴承一直采用GCr15钢进行马氏体淬火,马氏体组织强度高,但韧性低。因此,随着客车的普遍提速,采用GCr15钢进行马氏体淬火已经不能满足轴承各方面性能的要求,为进一步适应铁路运输事业的发展,我们采用新材料GCr18Mo钢进行贝氏体淬火,贝氏体淬火组织具有马氏体组织无法相比的优点。本文主要研究了铁路     

回火温度对GCr15机械轴承钢组织和力学性能的影响

通过显微组织观察、拉伸试验、冲击试验和洛氏硬度试验等方法,研究了GCr15轴承钢终热处理工艺中回火温度对其组织与力学性能的影响。结果表明:在本试验条件下,淬火态GCr15钢试样组织主要由淬火马氏体、残余奥氏体及碳化物组成。在440～760℃温度范围内,随着回火温度的升高,GCr15钢试样组织中不断有碳化物析出并聚集,残余奥氏体逐渐分解。GCr15钢试样经830℃×30min油淬+520℃×2h回火终热处理后,其硬度为48.3HRC,抗拉强度为1536MPa,伸长率为13.5%,断面收缩率为47.8%,GCr15钢的综合性能优良,达到渗碳工艺处理G20Cr2Ni4A钢性能水平。     

GCr18Mo轴承钢复相组织对强韧性影响

对GCr18Mo轴承钢中下贝氏体-马氏体(简称B下／M)复相组织的强韧性进行了研究，结果表明：随下贝氏体量的增加，其冲击韧度、断裂韧性逐渐升高，抗弯强度先增加而后下降；与单-马氏体组织相比,B下／M复相组织具有更好的强韧性；B下／M复相组织的冲击韧度与下贝氏体量呈线性关系；下贝氏体体积分数为37．5％的B下／M复相组织具有最佳的综合力学性能。     

双金属(铜-钢)复合板的组织显示

在科研生产中往往需要分别或同时显示双金属的组织。因两种金属的物理化学性质不同,而同时显示两种金属的组织困难较大。我们用近十种腐蚀剂对显示铜-钢复合板组织进行了多次试验,最后选出两种较为满意的腐蚀剂。今介绍如下: 试剂一甲液:4～15％硝酸铁-乙醇溶液(用时新配); 乙液:2～5％硝酸-乙醇溶液。该试剂乙液只显示钢的组织;甲液则显示铜的组织,而钢铜界面的腐蚀较快。腐蚀时用分层腐蚀,可浸入或擦拭。为了使铜钢二种金属组织及界面清晰,在操作时要特别     

一种超高碳钢的连续冷却转变

在Formastor-FⅡ型全自动相变测定记录仪上,利用膨胀法测定超高碳钢UHCS-6Al的膨胀曲线,结合金相-硬度法,获得了其连续冷却转变(CCT)曲线,并对不同冷速下的组织、硬度进行了研究。结果表明:超高碳钢UHCS-6Al的奥氏体转变温度范围为650~820℃,比GCr15钢奥氏体转变温度明显提高;其马氏体转变临界冷却速度为0.81℃/s,而UHCS-6Al钢的Ms点温度比GCr15钢低。UHCS-6Al钢可获得高硬的马氏体组织,并且其密度比GCr15钢轻9%,是一种良好的轴承钢备选材料。     

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采用IMO(国际海事组织)《货油舱用耐蚀钢试验程序》规定的模拟货油舱内底板腐蚀试验方法,研究了组织为马氏体、贝氏体十铁素珠、珠光体十铁素体的低合金高强度船板钢在酸性氯离子环境下耐蚀性.试验结果显示显微组织对钢的耐蚀性有显著影响.马氏体试验钢具有组织单一、碳化物析出少、产物膜对基体的保护效果最好的特点,其平均腐蚀速率最低.复相的珠光体组织,其渗碳体有较高的电位,与铁素体组织存在相间电位差,从而促进了铁素体的腐蚀,其锈层完整性和保护效果较差,腐蚀速率最高.贝氏体+铁素体试验钢相对马氏体试验钢在组织单一性上较差,但相对于珠光体十铁素体试验钢,其富碳相较少且分布均匀,这些对其在货油舱内底板环境中的腐蚀微电池数量和程度产生影响,因而其耐蚀性介于马氏体钢和铁素体十珠光体钢之间.     

铸态Mg-Nd-Zn-Zr镁合金用腐蚀剂比较

采用光学显微镜和扫描电子显微镜对不同腐蚀剂腐蚀后的Mg-Nd-Zn-Zr镁合金铸态显微组织进行观察。结果表明,Mg-Nd-Zn-Zr合金的铸态组织主要由α-Mg和晶界处的Mg12(Nd, Zn)两相组成,另外还有小块状Mg12(Nd, Zn)相及近圆形的富Zr相区域。1号传统腐蚀剂（4 mL硝酸+96 mL乙醇）可较好显示组织;经2号腐蚀剂（12 g苦味酸+80 mL乙酸+80 mL蒸馏水+350 mL乙醇）腐蚀5 s和10 s后,组织发黑,晶界不明显,但可部分显示出富Zr相区,延长腐蚀时间到20 s,晶粒显现出来,发黑现象得到缓解,富Zr区域明显,但晶界附近出现大量气泡;3号腐蚀剂（60 mL乙二醇+20 mL乙酸+19 mL蒸馏水+ 1 mL硝酸）腐蚀组织表明,其对晶粒的显示效果明显好于2号,然而很难观察到富Zr区域。     

GCr15钢制冷冲模的双细化处理

比较了常规热处理和双细化处理对GCr15钢制冷冲模组织和性能的影响。结果表明，GCr15钢制冷冲模经双细化处理后，细化了晶粒和碳化物，增加了位错马氏体的数量，同时也增加了呈片状分布在板条马氏体间及片状马氏体周围的残余奥氏体量，可有效地提高GCr15钢的强韧性，从而提高GCr15钢制冷冲模的寿命。     

冷轧双相钢显微组织检测与分析

使用光学显微镜在冷轧双相钢的显微组织检测过程中发现传统的彩色金相技术在显微组织辨识上仍然存在困难,特别是除铁素体和马氏体外还含有贝氏体或残余奥氏体相的双相钢;同时在对第二相面积含量的测量中也存在困惑和困难,彩色金相腐蚀和硝酸酒精腐蚀下的第二相面积含量在不同的腐蚀方法下也存在差异,部分试样只能显示或完成马氏体含量的测量。为解决这些问题,通过扫描电镜、光学显微镜及彩色金相腐蚀技术对含有复杂形态的冷轧双相钢组织形态进行了分析,并辅助多种腐蚀剂对显微组织进行了定性和定量的测量工作。     

碳素结构钢奥氏体晶界腐蚀剂选用及腐蚀参数的确定

从化学腐蚀的基本原理出发,采用化学试剂腐蚀法对不同温度淬火状态下45钢的原奥氏体晶界显示方法进行了研究.采用苦味酸水溶液和氯化铁水溶液两种不同的腐蚀剂,在不同温度、浓度和腐蚀方法下显示奥氏体晶界.结果表明,饱和苦味酸水溶液是45钢的原奥氏体晶界显示最佳的腐蚀剂,配方是饱和苦味酸溶液100ml+海鸥牌洗涤剂6～10ml+新结尔灭1.5～2.0ml+一块小钢片；高温淬火态45钢比低温淬火态更易显示出奥氏体晶界.     

42CrMoA钢动态CCT曲线

采用膨胀法和金相-硬度法,在热模拟机Gleeble-1500D上测定了42CrMoA钢的临界点Ac1、Ac3、Ms,及其变形后在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线和相转变点;测定了转变产物的维氏硬度,并对其组织形貌进行分析,从而获得了该钢过冷奥氏体连续冷却动态相转变曲线(动态CCT曲线).结果表明,当冷速不超过0.1℃/s,组织为F+P;当冷速为0.2～0.5℃/s时,组织为F+P+B;当冷速为0.6～0.7℃/s时,组织为F+P+B+M;当冷速为1～15℃/s时,组织为B+M;当冷却速度大于20℃/s时,转变产物为完全马氏体.     

电化学方法腐蚀原奥氏体晶界的研究

研究了电化学腐蚀法对X80管线钢、调质态35CrMo钢、调质态45钢、GCr15轴承钢和超高碳钢5种钢原奥氏体晶界的显示效果。结果表明,采用配比为100 mL过饱和苦味酸+2 mL盐酸+0.5 g十二烷基苯磺酸钠+3 g硝酸钠的电解液,从开路电位沿阳极方向进行线性扫描,当扫描曲线进入钝化区时停止试验,得到的奥氏体晶界腐蚀效果最佳。电化学腐蚀法对5种试验钢的原奥氏体晶界均有良好的腐蚀效果,与常规化学腐蚀法相比,其操作过程简单,无需加热,无有毒气体散发,适用范围较广。     

热处理工艺对GCr15钢碳化物球化效果的影响

分别采用常规球化退火、循环球化退火和1050℃高温固溶+700℃高温回火三种不同的预热处理工艺处理后,再用840℃淬火+150℃回火工艺处理了GCr15钢试样,研究了经上述三种工艺处理后GCr15钢试样的金相组织和硬度,分析了实验结果和球化机理。结果表明:GCr15钢试样经1050℃高温固溶+700℃高温回火+840℃淬火+150℃回火的热处理工艺,具有工艺过程简便、可操作性较强、生产周期较短、能耗较低和强韧性较好的特点,其热处理后的金相组织为回火马氏体+细小、圆整、比较均匀弥散分布的碳化物。     

GCr15SiMn轴承钢的组织性能研究

采用不同的热处理工艺对轴承钢进行热处理,并对试样进行组织观察和力学性能测试,探讨了热处理对GCr15SiMn钢组织和性能的影响.结果表明:GCr15SiMn钢经840℃×45 min+ 175℃×3 h+ 150℃×6h热处理后,硬度为60 HRC.合金组织为高碳隐晶马氏体基体上均匀分布着细小分散的碳化物颗粒;二次回火工艺提升了轴承钢的综合性能.     

G8Cr15与GCr15轴承钢热处理工艺与性能对比分析

研究了G8Cr15与GCr15两种轴承钢的热处理工艺,并对其进行了冷变形抗力试验和冲击韧性试验。结果表明:G8Cr15轴承钢在770～790℃球化退火,得到的退火硬度和球化退火组织均检验合格。在830～840℃加热淬火,G8Cr15与GCr15两种轴承钢均得到细小的马氏体组织与高的硬度值。G8Cr15钢的淬硬性、抗回火性与GCr15钢相当。在相同试验条件下,G8Cr15钢比GCr15钢的平均压缩量大24%,冷变形抗力小9%,冲击韧度提高11.1%。     

金属材料马氏体相变声发射特性

利用声发射技术对45钢、GCr15钢和T12钢三种材料进行连续冷却条件下马氏体相变监测试验,并以相变声发射参量分布及波形特性为基础,分析了马氏体相变声发射信号的时频特性。结果表明,GCr15钢具有明显的等温马氏体相变特征,45钢、T12钢为变温马氏体特征,且片状马氏体声发射信号幅值与能量高于板条状马氏体,具有较宽的频率范围。     

不同载荷下GCr15钢的滑动摩擦磨损性能

采用光学显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等对淬-回火后GCr15轴承钢的显微组织、残留奥氏体含量和硬度进行分析,并利用UMT-2摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对GCr15钢进行了变载滑动摩擦磨损试验,采用扫描电镜、能谱仪、三维形貌仪研究了载荷对GCr15钢的滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明:淬-回火后的GCr15轴承钢的显微组织由回火马氏体、残留奥氏体以及碳化物组成,其组织特征呈典型的"黑白区"形貌,残留奥氏体含量约为12.5%,硬度约为62 HRC;GCr15轴承钢的摩擦系数随着载荷的增加而减小,磨痕宽度和磨损率随着载荷的增加而增大,磨损机制主要为粘着磨损与氧化磨损的混合,且随着载荷的增大,粘着与氧化程度加剧。     

板条M/B组织对低碳马氏体钢强韧性的影响

采用ANSYS有限元模拟、彩色金相技术并利用背散射电子衍射(EBSD)的方法分析板条M/B混合组织对10CrNi5Mo低碳马氏体钢强韧性的影响。结果表明,特厚板厚度方向各部位冶金质量差别很小。淬火冷却条件下,钢板表面获得单一马氏体组织,1/4部位和心部得到板条M/B混合组织。板条M/B混合组织较单一马氏体组织具有更小的亚结构和更长的大角晶界是造成心部获得优良低温韧性的原因。板条M/B混合组织能显著提高10CrNi5Mo钢的低温韧性,降低韧脆转变温度,但对强度影响不明显。