微观组织对3Cr13钢冲蚀行为的影响

在自制的射流式冲蚀磨损试验机上,对经过不同回火处理的3Cr13钢进行液/固两相流的冲蚀磨损试验,研究了微观组织对3Cr13钢冲蚀行为的影响,并探讨其冲蚀机理。结果表明,3Cr13钢三种回火组织均在45°冲角处观察到最大冲蚀率,200℃和500℃回火组织的抗冲蚀性能相近,均优于750℃回火组织,但750℃回火组织较先进入冲蚀稳定期。低攻角时,冲蚀机理以微切削为主;高攻角时,则以脆性剥落和疲劳破坏为主。     

等离子表面冶金铁基合金层磨粒磨损机理

 采用等离子表面冶金技术,在Q235钢表面获得铁基冶金层,并对其进行磨粒磨损实验。实验结果表明,冶金层耐磨性比淬火45号钢有较大提高。等离子表面冶金层磨粒磨损机制主要为两种类型：①塑性变形－切削;②断裂－剥落。磨损过程为两种机制综合作用的结果,冶金层组织对磨粒磨损机制有显著影响。     

热轧中锰马氏体耐磨钢的冲击磨损行为

 利用MLD-10型动载磨料磨损试验机,系统研究了热轧中锰马氏体耐磨钢在1、2.5和5 J冲击能量作用下的冲击磨料磨损行为,并与Hardox450钢进行了比较。借助光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和布氏硬度计等设备分析了试验钢的组织、力学性能及磨损表层、亚表层,并探讨了其磨损机制。研究结果表明,试验钢的显微组织为板条马氏体,与Hardox450钢相比,其布氏硬度更高,-40 ℃下的冲击吸收能量更低,分别为503HB和15.3 J。相同工况条件下,试验钢的磨损失重明显小于Hardox450钢,且基于有效磨损时间修正后的磨损率均随着冲击能量的升高,呈现出先增大后减小的趋势。当冲击能量为2.5 J时,磨损率最大,磨损失重量最多。原因在于,冲击能量较低时,试验钢的磨损主要以犁沟为主,并伴随着少量的磨粒嵌入,磨损失重较少;当冲击能量为2.5 J时,磨损表面的切削加剧,且塑性变形造成大量磨粒嵌入基体,导致应力集中,并在反复冲击过程中产生疲劳裂纹,随后扩展至试验钢表面,形成疲劳剥落,磨损亚表层出现明显剥落坑,失重显著增加;当冲击能量为5 J时,磨损表面塑性变形增加,加工硬化显著,疲劳磨损占据主导,磨损表面硬度较高,犁沟和磨粒嵌入较少,磨损亚表层更为平整均匀,失重反而减少,磨损率下降。     

几种热喷涂封严涂层的冲蚀磨损行为研究

抗冲蚀性能是可磨耗封严涂层的重要性能之一。本文采用氧-乙炔火焰喷涂技术,在45#钢基体上分别制备了CuAl复合涂层、NiCr-Al复合涂层和NiCrFe/Al(基)复合涂层。利用自制的冲蚀试验机,研究了三种涂层在不同角度下的冲蚀行为,对冲蚀后涂层的表面形貌以及截面形貌进行了SEM观察,结果表明:相同工艺参数制备的三种涂层,CuAl复合涂层抗冲蚀性能最好,NiCr-Al复合涂层次之,NiCrFe/Al基复合涂层性能最差,软性材质hBN的加入不利于涂层抗冲蚀性。冲蚀角度对涂层的冲蚀磨损行为特征有显著影响。低冲蚀角度涂层的磨损行为主要表现为显微切削和疲劳剥落;高冲蚀角度时涂层的磨损行为主要表现为片状剥落。     

稀土元素对软氮化过程催渗、组织和性能的影响及生产应用

本文研究了在气体软氮化渗剂中加入微量稀土元素对渗入动力学过程,金相组织以及性能的影响。试验结果指出:由于稀土具有特殊的电子结构,具有很高的活性,在软氮化过程中显示出优异的催渗作用,可提高渗速30～35%;稀土软氮化的抗冲击磨损较普通软氮化有明显提高,稀土软氮化处理的自行车冷冲模具使用寿命较普通软氮化提高50%以上。借助于扫描电子显微镜观察,探讨了软氮化层冲击磨损的机制。     

几种钢软氮化层组织及性能研究

对经过相同软氮化工艺处理后的３８ＣｒＭｏＡｌ、１２ＣｒＭｏＶ和４５钢的渗层厚度、组织结构、显微硬度及室温耐磨性、抗冲蚀磨损性进行了全面系统的研究。结果表明,虽然１２ＣｒＭｏＶ、３８ＣｒＭｏＡｌ的渗层厚度薄,但其各项性能明显优于４５钢,由此分析了合金绎渗层组织和性能的影响。同时初步探讨了冷变形对软氮化过程的影响。     

Cr元素对热轧耐磨钢显微组织和耐磨性的影响

对两种热轧耐磨钢(Cr质量分数分别为0和0.65%)经过在线层流冷却后的组织性能进行了研究,使用磨损试验机MLG-130在60 N载荷下进行摩擦磨损试验,利用场发射扫描电镜分别对试样磨损表面进行观察。两种耐磨钢冷却后组织为铁素体和马奥岛,由于Cr元素的加入,含Cr钢组织中以马奥岛为主,体积分数为82.6%。此外,在不同磨损时间下含Cr钢的耐磨性均优于无Cr钢。经过0.5、1和1.5 h磨损后,含Cr钢的磨损失重分别为0.357 8、0.769 5和1.427 2 g,其耐磨性分别为1.40、1.30和1.05 g-1。无Cr钢磨损表面出现了明显的犁沟和剥落坑,磨损机制主要为微犁削和微断裂。而含Cr钢由于屈服强度和表面硬度更高,塑性变形被抑制,因此磨损表面更加光滑平整,主要磨损机制为微切削和微断裂。     

硅对贝氏体铸钢高应力冲击磨损性能的影响

研究了不同硅含量（0．7％－2．4％,质量分数,下同）贝氏体铸钢的抗高应力磨损性能和失效机制。结果表明：高效硅贝氏体铸钢的耐磨性能较低硅钢显提高,其磨损失重约是低硅贝氏体铸钢的1．2,这是因为硅使氏体铸钢在高应力冲击磨损下表现出不同的失效机制。低硅（0．7％）贝氏体铸钢由于韧性低、组织结构粗大及树枝晶的微区成分偏析,故材料抵抗冲击的能力很低,常在表面还未形成强烈变形层（白层）甚至变形层时,就在变形层和材料基体内产生裂纹并扩展,故低硅贝氏体铸钢的失铲方式为变形层和基体剥落机制。而硅含量为1．65－2．4％的高硅贝氏体铸钢,因脆性的渗碳体被韧性的残余奥氏体所代替,钢的韧性显提高,失效方式表现为白层的剥落机制。     

深冷处理对NM500耐磨钢性能与磨损行为的影响

以一种自行设计的NM500级别耐磨钢为研究对象,利用冲击磨损试验,分析了深冷处理对其组织性能和磨损行为的影响。结果表明,NM500耐磨钢经深冷处理后,抗拉强度、硬度和冲击韧性均有提高,在淬火+深冷+回火处理后,最佳的综合力学性能可达抗拉强度1 910 MPa、硬度523HB、冲击韧性24.3 J/cm2,此时试验钢组织主要为马氏体,有Nb和Ti的碳化物析出。深冷处理通过残余奥氏体向马氏体转变,减少了不稳定相的含量,提升了试验钢的力学性能,从而使淬火+深冷+回火处理后的试验钢具有更高的耐磨性,此时的磨损机制以磨粒磨损为主,磨损形貌主要为犁沟、犁皱。而未经深冷处理的淬火+回火处理试验钢磨损机制以黏着磨损为主,磨损形貌主要为剥落坑和切削。     

WC-Co硬质合金冲蚀磨损影响因素和机理研究

采用自制冲蚀试验设备对3种不同牌号的WC-Co硬质合金进行冲蚀磨损试验,研究了冲蚀角度、磨料外形和磨料粒径对靶材冲蚀磨损的影响规律,通过扫描电镜分析研究了WC-Co硬质合金冲蚀机理。结果表明:靶材冲蚀磨损率和冲蚀角度呈正相关,磨料硬度和破碎性都对冲蚀磨损有重要影响,以棕刚玉为磨料时WC-Co硬质合金冲蚀磨损率随着磨料粒径的增加先上升后下降。冲蚀后的微观形貌和元素变化表明,WC-Co硬质合金低冲蚀角时破坏形貌以切削痕和犁沟为主,而高冲蚀角时以Co失效导致的WC颗粒脱落为主。     

Effect of Rare Earth Elements on Erosion Resistance of Nitrocarburized Layers of 38CrMoAl Steel

Effect of rare earth elements (RE) on erosion resistance of nitrocarburized layer of 38CrMoAl steel was investigated. The results indicate that significant improvement occurs in erosion resistance of nitrocarburized 38CrMoAl steel by introducing RE during nitrocarburizing processing as compared with conventional nitrocarburizing processing. Results of mechanical testing show that both hardness and impact toughness of RE-nitrocarburizing layer of 38CrMoAl steel increase as compared with the conventional one. Optical microscopy reveals that there is improvement in the nitrocarburized layer attributed to the introduction of RE, which results in improvement in erosion resistance. Surface morphology observation of tested samples reveals that predominantly furrow-like peelings from plastic deformation are observed for RE nitrocarburizied 38CrMoAl steel, while the furrow-like peeling with initial cross crack and large grinding peelings were observed for conventionally nitrocarburized samples.     

Effect of Rare Earth Elements on Powder Boro-Carbo-Nitriding at Low Temperature

Ｂｏｒｉｄｉｎｇｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｔｅｅｌｓ,ａｎｄｔｈｕｓｉｓａｐｒｏｓｐｅｒｏｕｓｓｕｒｆａｃｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗｈｉｃｈｈａｓａｌ ｒｅａｄｙｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｔｒｅａｔｉｎｇｓｏｍｅｄｉｅｓａｎｄｃｕｔ ｔｉｎｇｔｏｏｌｓ[1 ] .Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｓｏｍｅｐｒｏｂ ｌｅｍｓｉｎｂｏｒｉｄｉｎｇ .Ｆｉｒｓｔｌｙ ,ｂｏｒｉｄｉｎｇｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｐｅｒｆｏｒｍｅｄａｔｔｅｍｐｅｒａ…     

Effect of Rare Earth Elements on the Impact Wear Resistance of Nitrocarburizing Layers

In this paper the effect of rare earth elements on the toughness and impact wear resistance of nitrocarburiz-ing layers is studied.The experimental results show that the toughness and impact wear resistance ofRE-nitrocarburizing layers are increased significantly compared with that of conventional nitrocarburizing lay-ers.The service life of hot die for manufacturing bicycle bolts increased more than 100%.The impact wearmechanism of RE-nitrocarburizing layers is investigated by SEM as well.     

稀土对B450NbRE钢热模拟组织的影响

工业生产中B450NbRE钢冲击韧性不稳定,分析原因在于轧制组织异常.而冶炼时存在稀土收得率不稳定现象,为了研究微量稀土对B450NbRE钢组织和相变的影响,使用真空感应炉冶炼了不同稀土质量分数(0.0010%,0.0046%和0.0160%)的B450NbRE钢,并采用Gleeble-1500热模拟实验机在950℃进行20%和40%的应变,通过对连续冷却过程膨胀数据的测量绘制CCT曲线,结合金相分析研究了稀土对B450NbRE钢组织和相变的影响作用.结果表明,冷却速率小于1℃·s-1时,B450NbRE钢组织以多边形铁素体和贝氏体为主,随着稀土含量的增加,铁索体含量先增加后降低,稀土具有促进多边形铁素体向针状铁索体转变的作用.     

盾构机滚刀刀具用钢研究现状及进展

摘要：随着国家不断推进现代化进程，大量基础设施建设工程需要使用盾构机来构建隧道，而盾构机最重要的零件之一是盾构刀具，刀具质量的好坏是盾构机工作效率直接影响因素。简要介绍了盾构机滚刀刀具用钢的应用情况及研究现状，重点综述了AISI 4340钢、H13钢、SKD11钢3种合金钢的成分设计，热加工工艺以及一些改性技术的应用，显微组织特征与力学性能等方面的研究进展，指出现在主要滚刀用钢在高强度情况下存在韧性不足、制造成本高等缺点。并表明可以通过添加Ce、Gd、Y等稀土元素，或者经过临界退火使材料具有双相组织，采用离子渗氮等手段来提高盾构机滚刀用钢的性能和使用寿命。     

稀土在汽车用先进高强钢中的研究现状

成分设计与优化是先进高强钢增强、增塑以及增韧的关键技术之一。随着钢质高纯化装备和技术的进步与发展,稀土元素在钢中的应用已由净化、夹杂物改性逐步向微合金化过渡。从第一代铁素体基软钢和高强低合金钢向第二代奥氏体基超高强钢,再到多相、亚稳和多尺度组织调控的第三代高强韧性钢,先进高强钢的微合金化技术一直是控制组织和性能的有效举措。稀土原子具备较大原子半径以及与O、S的高亲和力等优异特性,可从控制凝固与固态相变,影响碳元素与合金元素的扩散等多方面影响先进高强钢的组织结构,从而对其力学性能、成形性能以及耐腐蚀等服役性能产生显著影响。本文阐述了稀土元素分别在第一代、第二代和第三代典型先进高强钢中的作用机理,并展望了稀土元素在未来汽车钢中的应用前景。      

Plasma Nitriding of 722M24 Steel with Pure Lanthanum, Cerium and Neodymium as Sputter Sources

Ｓｉｎｃｅｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｒｅｐｏｒｔｉｎｔｈｅｅａｒｌｙ 1 980ｓｔｈａｔｒａｒｅｅａｒｔｈａｄｄｉｔｉｏｎｈａｓａｃａｔａｌｙｔｉｃｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｇａｓｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｔｅｅｌｓ[1] ,ａｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｗｏｒｋｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｉｎ ｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈａｄｄｉｔｉｏｎｓｏｎｖａｒｉｏｕｓｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓ[2～ 8] .Ｉｔｈａｓｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅ…     

稀土对耐磨板NM400低温冲击韧性的影响

摘要：采用双精炼LF+RH的冶炼工艺和2250mm热连轧机组的一步Q&P工艺开发了稀土NM400热轧卷板,运用扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了稀土对钢中夹杂物的变形、组织形态、晶粒度尺寸以及冲击韧性的影响,重点围绕微量稀土元素提高NM400低温冲击功进行机制分析。研究表明,通过添加微量稀土易于钢中［O］和［S］结合,形成近似球状的高熔点RE-S-O化合物,有效地降低MnS和Al2O3-CaO复合夹杂物的形成概率,且在钢液凝固过程中起到异质形核作用,细化产品的显微组织,提高耐磨钢的低温韧性,特别是在-60℃情况下,NM400稀土耐磨钢的横向冲击功较常规NM400耐磨钢提高了92.3%,弥补了常规耐磨钢低温韧性较差的不足,扩展了耐磨钢的使用条件。     

Influence of Light Rare Earth on Toughness of Welded Seam of LAHS Steel

The influence mechanism of light rare earth elements, which are transited to the welding seam of low-alloy high strength (LAHS) steel through the covering of the electrode, on the toughness of the welding seam was studied. The experimental results show that proper amount of rare earth elements can desulfurate, dehydrogenate, reduce inclusions and purify the structure of the welding seam. Rare earth element additions have .the effect on welding seam and, at the same time, the transformation of side-batten ferrite is resisted while the pin-ferrite structure is promoted. The improvement of the toughness of the welding seam is due to the purifying action of rare earth elements as well as their refining effect on the structure. However, the toughness of the welding seam can decrease when the amount of light rare earth elements are added excessively because the crystal grains become coarser, porosities appear and the inclusions increase as well. The experimental results show that the suitable amount of light rare earth element additions is about 2%.     

稀土硬质合金研究进展

稀土金属及化合物具有诸多的优异性能,将稀土元素以一定的方式加入到普通硬质合金中不仅能提高合金的硬度、抗弯强度和断裂韧性同时能够净化界面和改善硬质相与黏结相的湿润性.并且添加了稀土的硬质合金能够在现代科学技术的各领域发挥出独特的作用,故对稀土硬质合金做更加全面和系统的研究也成为必要.文中综述了稀土硬质合金的发展现状、介绍了稀土的添加形态和方法、稀土元素对硬质合金组织影响,最后对硬质合金的研究方向和趋势做了一定程度的介绍.