利用热处理的方法延长模具寿命——防止线切割加工后模具变形和开裂的措施

<正> (1)淬火残余应力 在对工具钢淬火时,由于内外表面的温度差而造成的热应力以及淬硬后,材料内部组织为体积较大的马氏体而产生了相变应力。在上述两种应力作用下,而形成的淬火应力残留于钢材的内部。图1为淬火应力的发生情况。(a)对于壁厚不太大的零件在淬火时,由于心部都淬透了,在表面呈现了拉应力,心部为压应力。(c)壁厚较大时,心部没有淬上火,故也有很大的淬火应力。表面为压应力。如果进行回火的话,这个淬火残余应力就会减少以至完全消除。如     

汽车零件的激光表面淬火和激光重熔淬火

激光照射到金属局部表面上,使局部表面快速加热到相变温度以上,熔化温度以下,由于金属的导热性很好而加热区域只是零件的很小一部份,所以激光移开后,该区域便急速冷却,其冷却速度超过金属的临界冷却速度时便自身淬火。钢件激光淬火后组织为细密的马氏体或马氏体加碳化物及少量残余奥氏体,而铸铁经常规淬火后组织则为细马氏体加未溶石墨。 激光淬火的热量易于控制,能量密度大,热效率和生产效率均很高,可以对零件     

用液氮进行的液体超冷处理

冷处理是把钢置于低于室温的适当温度进行冷却,以使淬火后钢中的残余奥氏体变为马氏体。淬火后残余奥氏体含量随着钢中含碳量的增加而增多;钢中含降低Ms点的元素越多,残余奥氏体量也越多;淬火时,冷却介质温度越高,残余奥氏体量越多。     

淬火回火或热油淬火的渗碳齿轮的残余应力及显微组织

作者对两种经普通淬火回火或热油淬火的汽车差速器齿轮进行了渗碳层中残余应力和显微组织的测定。尽管这两种齿轮几何形状不同,其测定结果不便进行比较,但已发现热油淬火后齿轮渗碳层中残余压应力的变化取决于钢的淬透性。热油淬火的SAE4130钢制渗碳传动齿轮比普通淬火回火的齿轮残余压应力更高,但显微组织是相同的。残余压应力高可认为是以下因素所致:1)由于温度梯度小,奥氏体相变开始点更接近于心部;2)省去了回火。热油淬火的SAE 1526钢制环形渗碳齿轮比普通淬火回火的齿轮残余压应力更低。淬火回火后齿轮渗碳层的显微组织主要是马氏体,而热油淬火齿轮渗碳层中的主要组织组成物是贝氏体。热油淬火的环形齿轮中残余压应力较低是由于奥氏体转变为贝氏体时所产生的相变应力较小所致。     

80MnSiCrWAl钢的低温等温淬火组织及力学性能

用差示扫描量热法和热机械模拟试验机分别测定了80MnSiCrWAl钢的相变点Acl、Acm和Ms.该钢试样加热到1000℃保温30 min奥氏体化后,在稍高于Ms温度的盐浴中进行等温淬火处理.采用光学显微镜、透射电镜和X射线衍射仪对处理后钢的组织和相组成进行研究,并测定硬度和冲击功.结果表明,该钢等温淬火后得到由板条状贝氏体铁素体和薄膜状残余奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织.随等温淬火温度的升高,贝氏体铁素体板条厚度增大,残余奥氏体的体积分数减少,硬度和强度降低,冲击功略微减小.     

热变形和淬火配分处理的复合作用对低碳合金钢马氏体相变机制的影响

利用热变形和两步淬火配分(quenching and partitioning,QP)工艺的复合作用制备低碳合金钢试样,设计不同的热变形温度,研究加载(获得30%变形量)引起的应力和塑性变形对QP工艺下马氏体相变开始温度(Ms),残余奥氏体含量和力学性能的影响.结果表明,与传统两步QP工艺相比,复合作用下显微组织细化,尤其是随着变形温度的降低细化更明显,马氏体板条呈现弯曲形貌.随着变形温度升高,Ms升高,但马氏体转变量却有所下降,其原因是应力引起的位错多在奥氏体母相晶界处出现,成为马氏体相变优先形核的位置,而一旦发生相变,一定的塑性应变将提高晶内奥氏体的稳定性,从而促进残余奥氏体含量增加.复合作用下试样的力学性能也有所提高,在650℃变形时试样的硬度最高,而在750℃变形时试样的塑性最好.     

TC21钛合金锻件淬火过程温度场及热应力场数值模拟

通过利用ANSYS有限元分析软件对TC21钛合金锻件淬火过程进行数值模拟,获得TC21钛合金锻件淬火不同时刻温度场分布及热应力场分布,以及锻件上所选节点温度、热应力随淬火时间的变化关系,并观察从锻件心部至边部的组织变化,研究冷却速率对组织变化的影响规律。结果表明,当淬火3600 s时,锻件表面已冷却至室温,而心部仍然保持较高温度;从锻件心部至表面冷却速度逐渐增加,并且越靠近表面,组织越细小。 淬火开始阶段,锻件各点热应力迅速升至最大值,随着淬火时间延长,锻件表面及心部热应力均逐渐减小,至淬火结束时,锻件最大残余应力仅为77 MPa。     

在盐浴炉,电阻炉中的快速加热

这里格的快速加热是将工件放在比正常淬火温度高出100～200℃的盐格或电阻炉中短时加热，使工件要求淬硬的表面达到所需的淬火温度，然后淬火淬火介质中的一种热处理方法。我们在实践中体会到在盐浴护或电阻炉中进行快速加热有下列优点：（1）提高加热速度能使相变点升高，奥氏体晶粒不易长大。（2）当工件表面达到淬火温度时，工件心部还处在相变点以下，因而淬火后变形较小。（3）与感应淬火相比，还具有硬化层均匀，不易淬裂的优点。（4）快速加热淬火可获得较普通加热淬火大的淬硬层深度，有利于提高零件的使用寿命。（5）在盐炉、电阻…     

高速水冷淬火过程中残余压应力的形成

据文献报道,快速水冷淬火可在试样表面形成残余压应力(RSs)从而显著提高其疲劳极限,这种技术被称为"强烈淬火"。德国热处理协会"淬火"技术委员会发起了一个旨在精确研究上述问题的研究项目。本文重点介绍马氏体相变对残余应力形成的影响。为了在圆柱试样表面得到残余压应力,需要确定合适的工艺窗口。在此窗口中,淬火冷却速度要求足够快,以致于在圆柱体内达到最大温度梯度之前,表面温度已经低于Ms。     

异种材料淬火过程的有限元模拟

钛合金扩散焊接轴承钢材料由于含有钒、铜、镍中间层,在淬火过程中容易从多层材料界面处开裂.因此利用纳米显微力学探针测量了材料的弹性模量,然后采用ANSYS有限元软件对淬火中钛合金焊接轴承钢材料进行了有限元(FEM)模拟,根据得到的温度场以及应力场分布,找出了容易诱发界面处产生裂纹的原因.模拟表明淬火初期由于整体材料发生收缩而引起整体热应力的增加,淬火后期由于轴承钢发生马氏体相变,轴承钢体积开始膨胀,组织应力相应增加,抵消了一部分热应力的值,最终部件的残余应力是这两种应力共同作用的结果.高的淬火温度,增加了淬火过程中试件内部的应力值,容易引起过渡层处产生微裂纹从而导致局部开裂,因此,合适的淬火温度应取在830～860℃范围内且尽可能取偏其下限.     

低温相变焊接材料对CLAM钢接头焊缝组织和残余应力的影响

利用自制低温相变(LTT)焊丝和ER90S-G普通耐热钢焊丝对未来热核聚变堆用CLAM钢进行了MAG对接焊试验,焊后分别对接头焊缝金属的马氏体转变温度、显微组织和接头表面横向残余应力进行了研究。结果表明,低温相变焊缝金属的Ms点为237℃,Mf点在室温以下,相变过程的线性膨胀量为0.43%;ER90S-G焊缝金属的Ms点为519℃,Mf点为400℃;低温相变焊缝由板条马氏体和少量残余奥氏体组成,ER90S-G焊缝由粗大的针状马氏体组成;低温相变接头焊缝区表面主要为残余压缩应力,最大为-158.6 MPa,焊趾处为-90.3 MPa,ER90S-G接头表面焊缝区主要为残余拉伸应力,最大为283.2 MPa,焊趾处为106.9 MPa。低温相变材料能有效降低CLAM钢接头残余拉伸应力,改善接头性能。     

相变对22CrMo钢淬火应力影响的数值模拟

利用有限元法和热弹塑性理论,结合马氏体相变动力学方程,对22CrMo钢圆柱体试样在淬火过程中的温度场、组织场和应力场进行数值模拟分析,重点模拟分析了试样表面和心部在淬火过程中应力的变化及马氏体相变对淬火应力的影响。模拟发现,相变对淬火应力影响比较明显。在一定条件下,在油中淬火,组织应力对淬火应力分布的影响要远大于热应力的影响,最终试样的淬火残余应力将以表层为拉应力而心部为压应力的组织应力形式存在。通过对残余应力的测量结果表明,计算结果与实测值相吻合。     

奥氏体化温度对中碳淬火-配分钢干滑动摩擦磨损性能的影响

以传统的淬火-回火试样作对比,研究了3种奥氏体化温度处理后淬火-配分中碳Fe-0.4C-1.5Mn-1.5Si钢试样的干滑动摩擦磨损性能。结果表明,860和1000℃全奥氏体化处理的2种淬火-配分试样中残余奥氏体的含量相近(体积分数分别约为14.37%和13.79%),其内的C浓度较高(质量分数分别为1.37%和1.38%),机械稳定性较强。在恒定低载荷(50 N)和恒定低滑动速率(40 mm/s)条件下,摩擦过程中不易诱发马氏体相变,导致2种试样的耐摩擦磨损性能均很低。受显微组织细化影响,奥氏体化温度较低的试样具有更高的耐磨性。当奥氏体化温度降低到800℃时,获得临界淬火-配分试样。显微组织分析表明,该试样中不仅包含少量的铁素体(体积分数约6.75%),而且存在最高含量的残余奥氏体(体积分数约22.28%),使得在4组试样内的显微硬度最低。但由于低的C浓度(质量分数约1.06%),残余奥氏体的机械稳定性较弱,在摩擦过程中易诱发马氏体相变,不仅贡献额外的硬化,而且马氏体相变体积膨胀引起的材料表面层压应力对提高耐磨性也有利,由此导致临界淬火-配分试样表现出最好的耐磨损性能。因此,在给定的摩擦参数条件下,残余奥氏体对马氏体钢耐磨性的影响主要决定于其在摩擦过程中是否能经相变而引起附加的硬化作用。     

中碳淬火－配分钢中的残余应力分布

利用盲孔法对分别经淬火－回火和淬火－配分处理后的Fe-0.38C-1.44Mn-1.52Si-0.61Cr试样进行了残余应力测量,结合试样的显微组织特征,研究了残余应力的分布规律。结果表明,两种试样内残余应力均介于热应力型和相变应力型之间,其沿试样厚度分布为W形。淬火－配分试样的残余应力低于淬火－回火试样,主要在于显微组织内存在高的残留奥氏体量和因配分被显著软化的马氏体基体。     

低温处理对高速钢M2的机械性能和耐磨性的影响

0 简介 高速钢M2的常规淬火(CH)通常是在约1230℃奥氏体化,随后冷却到环境温度。这样处理会产生相当多的残余奥氏体,通过随后的回火操作可降低残余奥氏体量。提高奥氏体化温度和降低冷却速度,将增大残余奥氏体量。     

45钢阀芯零件淬火裂纹的工艺分析及改进

针对生产中45钢制零件出现的淬火裂纹问题进行分析,发现零件淬火裂纹产生的主要原因是由于零件尺寸处于淬火裂纹的敏感尺寸范围,同时钢中碳的质量分数影响了加热时奥氏体形成的相变点.经过不同的热处理工艺试验后,得到在790℃加热采用水-油淬火的方法可有效避免零件淬火裂纹的产生.     

铸件残余应力的消除

铸件在凝固冷却过程中,因温度下降而产生收缩和发生相变,如收缩和相变受到阻碍,便会在铸件中产生铸造应力.铸造应力按其形成原因可分为热应力、相变应力和机械阻碍应力3种.其中热应力是铸件内残余应力的主要部分.     

热处理的108个方面之70～73

70.残余奥氏体的功过淬火时不能完全转变为马氏体而被保留下来的奥氏体叫做残余奥氏体(γ_R)。钢的M_s点出现在常温以下时,γ_R的数量随着钢含C的百分比、淬火温度,冷却速度等而变化。含C的百分比越高、淬火温度越高,γ_R量就越多。此外、油冷与水冷相比,γ_R量增多。残余奥氏体数量大致为10～30％。实际上,γ_R中包括不稳定的残余奥氏体和稳定的残余奥氏体。不稳定的残余奥氏体具有因外力作用而易于转变为马氏体的性质;但是,稳定的残余奥氏体是非常稳固的,不发生丝毫的变化。     

高压气体淬火工艺有限元模拟及其工艺参数评估

用有限元技术对气体淬火工艺进行了模拟.以零件表面平均硬度、表面硬度标准差、平均表面等效残余应力、表面残余应力的标准差、零件的变形程度为目标建立了评估函数,以换热系数、预热温度、淬火气体的温度为目标变量,研究了工艺参数对淬火结果的影响.结果表明,换热系数是影响淬火结果的主要因素,淬火介质的温度及零件的预热温度对于零件淬火后的性能影响很小;在工艺参数优化时,换热系数是一个理想的目标变量.     

淬火配分贝氏体钢不同位置残余奥氏体C、Mn元素表征及其稳定性

采用部分奥氏体化-两相区保温-淬火-配分(IQPB)热处理工艺,借助SEM、TEM、XRD研究了淬火配分贝氏体钢组织形貌及残余奥氏体特征,利用EPMA、EBSD、纳米压痕等表征了不同位置残余奥氏体中合金元素的分布情况,结合室温拉伸应力-应变曲线,研究了C、Mn元素对不同位置残余奥氏体稳定性的影响及其相变规律。结果表明,淬火贝氏体钢室温组织中残余奥氏体以块状和薄膜状形态存在。在拉伸形变过程中,发生TRIP效应,残余奥氏体体积减小,相变优先发生在铁素体晶界,最后发生在贝氏体板条之间,C、Mn元素对残余奥氏体有稳定作用,使残余奥氏体不易发生相变。拉伸断口处应力集中,残余奥氏体完全转变为马氏体,距离断口2和4 mm处,残余奥氏体体积分数分别为3.12%和5.03%。薄膜状残余奥氏体比块状残余奥氏体稳定性更强,并且111γ晶向的残余奥氏体不稳定,容易向马氏体转变。