无钼镍空淬贝氏体铸钢的研究与应用

以廉价的Si、Mn、Cr、B为主要合金元素,加入少量Ti、N、Ca和稀土等元素细化和净化钢的组织,开发了不含钼、镍等贵合金的贝氏体钢,并研究了回火温度对钢的组织和性能的影响。研究发现铸钢经920℃空淬后,获得了细小的贝氏体组织。随着温度升高,钢的韧性不断增加,在450～500℃左右出现回火脆性,韧性下降。以后韧性随回火温度升高而继续提高。硬度随回火温度升高而下降,在300℃以下回火,硬度下降平缓,维持在HRC55以上。随着回火温度升高,销盘磨损条件下的耐磨性不断下降,而冲击磨损条件下则在300℃回火时具有优异的耐磨性。无钼镍空淬贝氏体铸钢用作球磨机衬板、破碎机锤头和挖掘机斗齿等备件材料,寿命比高锰钢提高100%～300%。     

控制冷却获得贝氏体／马氏体球墨铸铁的组织转变及耐磨性

控制冷却贝氏体／马氏体球墨铸铁ＣＣＴ曲线测定结果表明,控制冷却工艺可以获得Ｂ／Ｍ复相组织,此材料具有较高的贝氏体淬透性;贝氏体转变时以石墨球边界及石墨附近基体中奥氏体晶界为优先形核处;冲击磨料磨损试验表明,Ｂ／Ｍ复相球铁耐磨性与高铬铸铁相当,是高锰钢的２倍。     

回火温度对中碳低合金耐磨铸钢组织及性能的影响

研究了不同回火温度对中碳低合金耐磨铸钢组织及性能的影响,结果表明:试验钢在淬火回火态下组织以马氏体为主,另外还存在一些贝氏体和少量残余奥氏体.试验钢的硬度和冲击韧度随着回火温度的升高而降低,220℃回火处理后的试验钢综合力学性能最优.经由400h磨损试验后,在干态磨损条件下,低合金钢铸造履带板的耐磨性能比高锰钢提高了56%,而在有腐蚀介质的湿态磨损条件下,耐磨性能比高锰钢提高了22.5%.     

模具钢无碳化物贝氏体的相变行为及其对磨损性能的影响

研究了H13模具钢的常规马氏体(油淬火+580℃回火)和无碳化物贝氏体(300℃等温处理)的相变行为，以及显微组织对其冲击磨损性能的影响。结果表明：试验钢经贝氏体等温后形成了由板条状贝氏体铁素体和残留奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织；贝氏体铁素体+残留奥氏体组织的冲击磨损性能在磨损后期(1.5和2.0 h)优于马氏体组织。这是由于马氏体组织容易产生微裂纹，产生大量犁削，从而导致耐磨性能降低，而无碳化物贝氏体组织在冲击磨损过程中使表层发生剧烈的塑性变形，诱导微观组织中的残留奥氏体转变成α相铁素体，能够阻止试验钢基体在冲击磨损过程中产生切削，从而提高其耐磨性。     

国内齿辊式破碎机常用齿板材料的组织和性能

通过组织观察、力学性能检测和磨损实验,对比研究了洗煤生产过程中齿辊式破碎机的国内4种常用齿板材料的组织和性能。结果表明,进口齿板材料的组织由板条马氏体和6.13%的残余奥氏体组成;高锰钢齿板的组织为单相奥氏体组织;ZG32CrMnSiNi2Mo齿板的组织由贝氏体铁素体板条和13.18%残余奥氏体组成;ZG22CrMnSiNiMo齿板为粒状贝氏体组织,组织中条型M-A岛比例较多,残余奥氏体量为14.9%。940℃淬火+200℃回火后,进口齿板材料具有最优的综合性能,硬度和冲击韧性分别为44.1 HRC和34.5 J;高锰钢齿板水韧处理后平均硬度为216.5 HB,冲击韧度为113.8 J;ZG32CrMnSiNi2Mo齿板900~940℃正火处理后,冲击韧度值略低于进口齿板的供货状态,但硬度高于进口齿板;960~1000℃正火处理后,ZG22CrMnSiNiMo齿板硬度略低于进口齿板材料,冲击韧度略高于进口齿板材料。选取进口齿板材料供货状态为标准,高锰钢齿板材料的相对耐磨性较低,仅为0.76;ZG32CrMnSiNi2Mo齿板材料经900~980℃正火处理后,耐磨性能较好,相对耐磨性为1.19~1.23;ZG22CrMnSiNiMo齿板材料经920~1000℃正火处理,耐磨性能介于进口齿板材料和ZG32CrMnSiNi2Mo齿板材料之间,相对耐磨性为1.10~1.13。     

耐磨材料与使用工况关系研究

研究比较了高锰钢，马氏体球铁和中碳马氏体钢在二体静载和三体动载条件下的磨损特性，从而找出耐磨材料与使用工况关系。结果表明，在静载条件下，马氏体球铁耐磨性最好；在非强烈冲击条件下，中碳马氏体钢耐磨性最好；在强烈冲击条件下，高锰钢耐磨性最好。     

电铲铲齿的失效及材质选择

阐述了电铲铲齿的失效方式及失效机理,介绍了常用的铲齿材料及性能特点。由于电铲铲齿或挖掘机斗齿在工作时承受较大的冲击载荷,因此高锰钢系列材质还是铲齿的首选材料,而具有韧性和硬度较佳配合的低合金钢铲齿或贝氏体钢铲齿将是今后铲齿材质发展的一个主要方向。合金白口铸铁由于韧性较差严重限制了其作为铲齿材料,但可以利用其高硬度的特点制备复合铲齿,如堆焊、镶铸等。     

贝氏体等温淬火对中铬耐磨钢组织性能的影响

研究了贝氏体等温淬火对中铬耐磨钢组织特征和力学性能的影响,通过光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察了试验钢的组织形貌变化,通过冲击磨损试验测试了其耐磨性。结果表明:随着贝氏体等温时间的延长,试验钢的硬度逐渐降低,韧性先升高后降低,当等温时间为6 h时,试验钢表现出较好的硬度(57.6 HRC)和冲击韧性(26 J·cm~(-2))结合;贝氏体等温淬火获得的下贝氏体/马氏体复相组织展现出比回火马氏体更好的抗冲击磨料磨损性能;当复相组织中下贝氏体含量为50%时,试验钢的耐磨性最好。     

不同碳含量对中碳低合金钢分级等温淬火组织与性能的影响

以Si、Mn合金钢为对象,研究了不同含碳量对中碳低合金钢分级等温淬火组织和性能的影响,分析贝氏体、马氏体含量与实验钢性能的关系。结果表明,增加含碳量,实验钢中下贝氏体含量下降,马氏体含量增加,实验钢硬度增加,冲击韧度降低;在中碳低合金钢中降低下贝氏体含量或增加马氏体含量可以提高材料硬度,但会引起其冲击韧度的下降。当碳含量在0.48%~0.50%时(下贝氏体含量为30%~40%、马氏体含量为40%~50%),贝/马复相组织强韧性匹配较好,材料具有优异的综合力学性能。     

GCr15SiMo钢中贝氏体含量对力学性能及干摩擦磨损性能的影响

目的 通过控制等温淬火时间,在GCr15SiMo轴承钢中获得不同含量的贝氏体组织,并研究不同含量的贝氏体组织对材料力学性能和干摩擦磨损性能的影响。方法 采用SEM、3D morphology、TEM、EDS、XRD、洛氏硬度计、冲击试验机等仪器观测GCr15SiMo轴承钢经不同等温淬火时间后的微观组织、物相含量和力学性能,并使用HL-R7000重载往复摩擦磨损试验机对不同贝氏体组织含量的试样进行摩擦磨损性能检测。结果 当等温淬火时间由2 h延长至72 h时,材料中贝氏体的体积分数由14.5%增至83.5%。随着GCr15SiMo轴承钢材料中韧性贝氏体含量的增多、脆性马氏体含量的减少,其硬度逐渐降低,冲击功逐渐增大,磨损率呈现先降低再升高的趋势。材料的磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损,随着等温淬火时间的延长,基于韧性贝氏体含量的增加,材料的磨粒磨损减弱、黏着磨损增强。结论 在等温淬火温度为210 ℃、等温淬火时间为8 h时,材料中贝氏体的体积分数约为55.6%,马氏体的体积分数为33.2%,此时马氏体和贝氏体复相组织具有良好的强韧性匹配,材料的耐磨性能较好。     

硬质合金涂层刀片铣削AISI410不锈钢刀具寿命研究

AISI410不锈钢广泛应用于各种工业设备的制造,如汽轮机叶片,各种泵的机械零件和蒸汽设备等。加工过程中存在着导热率低、加工硬化严重、切削力大等问题,属于典型的难加工材料。本文通过硬质合金涂层刀片铣削AISI410不锈钢正交试验,研究了硬质合金涂层刀片铣削AISI410不锈钢时刀具寿命的变化规律,归纳了相应的刀具寿命模型,并对其中的各影响因素的独立作用效果进行了分析。试验结果表明:硬质合金涂层刀片加工AISI410不锈钢时,铣削方式、每齿进给量、切削速度、轴向切削深度对刀具寿命的影响依次减小;切削速度越低,每齿进给量对于刀具寿命的影响越大;切削效率一定时,降低切削速度增大每齿进给量有利于延长刀具寿命。     

Computer aided design of free-machinability prehardened mold steel for plastic

In order to improve the machinability but not to impair other properties of the prehardened mold steel for plastic, the composition was designed by application of Thermo-Calc software package to regulate the type of nonmetallic inclusion formed in the steel. The regulated non-metallic inclusion type was also observed by SEM and EDX. Then the machinability assessment of the steel with designed composition under different conditions was studied by the measurement of tool wear amount and cutting force. The results show that the composition of free cutting elements adding to mold steel for plastic can be optimized to obtain proper type of non-metallic inclusion in the aid of Thermo-Calc, compared with the large volume fraction of soft inclusion which is needed for promoting ductile fracture at low cutting speeds, the proper type of inclusion at high cutting speeds is glassy oxide inclusion. All those can be obtained in the present work.     

化学成分对衬板用低碳高合金钢组织和性能的影响

为了克服高锰钢衬板耐磨性较差,力学性能较低等缺点,本文通过化学成分设计研制了一种取代高锰钢衬板的低碳高合金钢。着重研究加入铜元素对材料性能的影响。实验结果表明:试验材料在淬火回火态下为板条马氏体,还有少量的残余奥氏体及碳化物,具有较高的强韧性和硬度;铜元素的加入使得材料在几乎不降低硬度的同时具有较高的冲击韧性和强度配合,提高了衬板的使用寿命。     

Zn-Mn Alloy Electrodeposition on Steel

Electrodeposition of Zn-Mn (0÷50 w/o) onto carbon steel sheet and wire is discussed in the present paper. An original bath is proposed and effects of stabilisers are studied. Baths and deposits are studied from the electrochemical and structural points of view. Electrochemical investigations include galvanostatic and potentiodynamic studies carried out in laboratory cells under natural and forced (rotating disk electrode) convection and a wire-plating pilot plant. Structural and compositional investigations include X-ray diffraction analyses, scanning electron imaging and energy dispersive analyses on steel sheet and wire. Electrochemical data can be correlated with alloy composition (limiting currents and how they are affected by mass transport conditions), morphological results (lamellar low-Mn vs. globular high-Mn) and crystallographic (metastable € monophasic deposits in the high-Mn range, polyphasic low-Mn coatings) structure, the variables which have a bearing on functional properties of the coatings.     

冷切锯片的设计及毛刺抑制试验研究

根据工厂的实际需要研究设计出新型薄壁型钢用冷切锯片.通过工厂试验研究了锯切过程中锯齿磨损、锯切断面毛刺高度和锯切功率的变化规律.在此基础上,综合考虑了锯齿的锋利性、抗冲击性能、耐磨性和切屑容积等因素,对试验锯片进行了反复改进.最终确定的狼牙齿形锯片具有良好的综合性能,能有效的抑制毛刺高度、降低锯切功率、延长使用寿命.特别适用于薄壁型钢的冷态锯切.这种锯片在抑制毛刺生成及延长寿命方面取得较好的效果.     

INFLUENCE OF Ce ON CRYSTAL MORPHOLOGY OF AUSTENITE AND DENDRITIC SEGREGATION OF Mn IN HIGH-Mn STEEL

作者对铸造用高锰钢采用定向凝固工艺获得了稳定的奥氏体胞晶组织。发现随着Ce量的增加,胞晶前沿转向枝晶发展,出现游离晶,使柱状晶区缩短。与此同时,用电子探针微区分析考察了Ce对高锰钢中Mn在胞晶、柱状树枝晶及等轴晶内偏析的定量影响。作者考虑到固相反扩散这一因素,导出了高锰钢中Mn元素的溶质分布表达式,通过对实验数据进行理论分析,发现溶质平衡分配系数K_0是影响枝晶偏析的决定性因素。     

Impact of the cutting dynamics of small radial immersion milling operations on machined surface roughness

This paper deals with a numerical and experimental study of the dynamics of flank milling operations at low cutting rates. It focuses on both properties of the cutting vibratory phenomena and their impacts on the roughness of the machined surface. The study is based on a one degree of freedom model of the mechanical machining system. The system is of the rigid cutter–flexible workpiece type. The cutting force model is based on the regenerative mechanism. The roughness of the surface machined at high speed revolutions has been studied for both forced vibrations occurring during stable cutting and self-excited vibrations occurring during unstable cutting. It is shown that forced vibrations have only a very slight impact (roughness remains quite similar to that obtained with a fully rigid mechanical system), while unstable cutting mainly impacts roughness. The stable milling zones can be shown on a roughness map. The study of the roughness shows that the boundary between stable and unstable cutting conditions, in the case of interrupted cutting, is a wide zone characterised by a doubling of the tooth passing period. In this zone, only one tooth over two is removing material due to the vibratory motion. A discussion explains the phenomenon.     

基于焊接热模拟的高锰TWIP钢热影响区组织与性能

针对锻态高锰孪生诱导塑性钢利用Gleeble3500型热模拟试验机，通过设置不同峰值温度(850,950,1 050,1 150,1 250℃)对焊接接头热影响区的各个区间进行了焊接热模拟，采用电子背散射衍射系统、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等手段分析了锻态母材经过焊接热作用后组织和性能的变化.结果表明，热作用前后孪生诱导塑性钢组织均为等轴晶粒的全奥氏体组织，晶粒尺寸随峰值温度的上升先减小后增加，但都低于母材；热影响区的拉伸性能均优于母材，主要原因是发生了细晶强化；冲击韧性随峰值温度的变化与晶粒尺寸变化趋势一致，说明晶粒尺寸对采用的孪生诱导塑性钢冲击韧性有关，晶粒尺寸越细，冲击韧性越差.冲击断口的韧窝底部发现有AlN颗粒.     

错齿BTA中间齿断屑槽的实验研究

通过改变错齿BTA中间齿断屑槽槽宽L,来研究中间齿断屑的问题。用3支中间齿断屑槽槽宽不同的错齿BTA在切削速度为62.8 m/min,进给量为0.2 mm/r下对45钢进行钻削。通过对切削力和切屑的分析,得出错齿BTA中间齿断屑槽槽宽L对中间齿断屑有影响。     

高速切削Ti6Al4V锯齿形切屑形成的表征

深入研究锯齿形切屑的形成过程及表征有利于工业生产中的切屑控制。用锯齿频率、锯齿化程度及绝热剪切带间距来对锯齿形切屑进行表征。鉴于Ti6Al4V在加工过程中易于形成锯齿形切屑,因此选择Ti6Al4V作为工件材料,通过高速切削Ti6Al4V实验,收集不同切削速度和每齿进给量下的锯齿形切屑;将获得的锯齿形切屑进行抛磨及腐蚀后,在VHX-600 ESO数码显微镜下观察切屑形貌,计算不同切削条件下锯齿频率、锯齿化程度及绝热剪切带间距。结果表明:随着切削速度的提高,锯齿频率及锯齿化程度增大,绝热剪切带间距减小;随着每齿进给量的增大,锯齿频率减小,锯齿化程度及绝热剪切带间距增大。锯齿化程度可以作为普通切削、高速切削及超高速切削的判据。