矿钻轴承摩擦副EX30钢与55SiMoV钢渗碳淬火后的耐磨性能

矿用牙轮钻头牙爪和轴承滚柱组成的滚动摩擦副的低耐磨性是轴承系统早期失效的主要原因。分别对牙爪大滚道用钢EX30和滚柱用钢55SiMoV设计不同的渗碳表面碳含量及淬火表面硬度,通过摩擦副的正交磨损试验和显微组织观察分析剥落磨屑的形貌,确定影响摩擦副耐磨性的主次因素和最佳耐磨性的渗碳淬火质量指标匹配。结果表明,影响摩擦副耐磨性的主次因素依次为EX30钢表面碳含量,55SiMoV钢淬火硬度,EX30钢淬火硬度;最佳耐磨性的匹配为EX30钢表面碳含量为1.0%~1.1%且表面硬度为58~59 HRC,55SiMoV钢表面碳含量为0.80%~0.90%且表面硬度为59~60 HRC;磨损形式为表面接触疲劳浅层剥落。     

SAE8620H齿轮钢的淬透性及其预测模型

利用理想临界直径、非线性方程和硬度分布函数等方法,对SAE8620H齿轮钢的淬透性进行了计算,并与实测结果进行了对比分析。结果发现,试验钢淬透性较低,距淬火端3～9mm范围内硬度变化达到3 HRC/mm。采用理想临界直径预测模型和非线性方程预测模型计算J9和J15点硬度与实测结果偏差不到2 HRC,但J5点硬度偏差超过2 HRC;采用硬度分布函数预测模型计算J9和J15点硬度误差分别达到6.1 HRC和3.8 HRC,经修正后的硬度分布函数预测模型在J5、J9和J15点硬度预测误差均小于2 HRC,可用于SAE8620H齿轮钢淬透性预测。     

8620H电渣钢与电炉钢的纯净度及性能研究

通过纯净度检测、化学成分分析及力学性能测试等方法,对比分析了8620H电渣钢与8620H电炉钢的纯净度和性能差异。结果表明：与8620H电炉钢相比,8620H电渣钢的纯净度更高,碳偏析更少、冲击韧性更高。该研究可为8620H钢选材设计、生产及质量控制提供依据。     

8620钢的真空低压渗碳热处理工艺

采用真空低压渗碳工艺,在WZST-60G双室真空渗碳设备上进行8620钢的真空热处理工艺研究,从渗碳均匀性的角度对其显微组织、硬度、有效硬化层深度等重要工艺指标进行分析,获得了能够应用于实际生产的8620钢热处理工艺。8620钢在930℃渗碳,825℃油淬后进行-70℃深冷处理90 min,然后进行170℃回火处理后,其表面残留奥氏体等级为1级,表面硬度为57～60 HRC,有效硬化层深度在0.7～0.8 mm,同炉次有效硬化层深度偏差小于0.1 mm,渗碳均匀性较好,符合产品工艺要求。     

3Cr16NiMoS钢锻制模块预硬化硬度不合原因分析及工艺改进

采用27t钢锭试制的3Cr16NiMoS钢厚度280～370mm×宽度1,200～1,400mm锻制模块预硬化硬度带宽满足不了5HRC要求。通过酸蚀试验、硬度检验、碳含量分析、热处理试验,结果表明:由于钢锭大导致碳偏析严重而影响预硬化硬度不均匀,碳正负偏析差值为0.163%,预硬化硬度带宽为7.5HRC。采用15t钢锭试制,碳正负偏析差值为0.089%,预硬化硬度带宽为4HRC,满足了带宽5HRC要求。     

8620H钢拨叉的热处理

8620H钢拨叉单件质量1.05kg,需进行碳氮共渗和淬火、回火处理,达到表面硬度680~800HV0.3、心部硬度30~45HRC和至550HV0.3的有效硬化层深度0.1~0.3mm。采用UBG渗碳炉对拨叉进行了3次碳氮共渗及淬火和低温回火工艺试验,通过适当缩短碳氮共渗时间、降低淬火温度、调整淬火油温及其搅拌烈度,最终达到了拨叉的质量要求要求。     

4340钢与40CrNiMo钢的热处理特点

4340钢与40CrNiMo钢为相似的两种材料,但4340钢中的Ni、Mo元素含量略高于40CrNiMo钢,不同的合金元素含量使材料具有不同的临界冷却速度,两种材料的热处理性能也有明显的差别。4340钢完全退火硬度为32.0 HRC,40CrNiMo钢完全退火硬度<180 HB;4340钢正火后得到马氏体组织,正火硬度为49.0 HRC,40CrNiMo钢正火硬度为31.0 HRC;两种材料在780～870℃淬火,加热温度对淬火硬度没有影响;在相同淬、回火工艺下,4340钢的硬度略高于40CrNiMo钢。     

轧辊用012Al钢热处理试验研究

研究了轧辊用012Al钢的热处理工艺及其对钢的显微组织、硬度及力学性能的影响,并对回火热稳定性进行了理论计算与分析。结果表明,012Al钢具有较强的淬硬能力,1 100℃油淬+540℃回火硬度可达60 HRC以上。012Al钢调质硬度为35 HRC时,屈服强度可达850 MPa,抗拉强度可达1 100 MPa;淬火硬度为59 HRC时,抗拉强度可达2 300 MPa,弯曲强度可达3 700 MPa。基于扩散控制过程的回火稳定性问题可以用Arrhenius方程较好地描述,其中系数A的取值很关键。计算结果表明012Al钢的回火稳定性低于含W元素的H21钢,而与普通热作模具钢H13接近。     

17 Cr2 Ni2 MoVNb钢的渗碳淬火工艺

对新型渗碳钢17Cr2Ni2MoVNb钢进行了气体渗碳试验及之后的淬火试验。结果表明,同20Cr2Ni4A钢相比,17Cr2Ni2MoVNb钢吸碳能力较强,易形成网状碳化物,需适当降低强渗或扩散期碳势,1.2%强渗期碳势+0.80%～0.85%扩散期碳势组合更有利于实际生产。渗碳后进行770～790℃淬火+180℃回火,渗碳面硬度(≥60 HRC)和基体(非渗碳面)硬度(40 HRC左右)等均满足图样技术要求。     

回火温度对M50钢组织及摩擦磨损性能影响

采用X射线衍射仪、扫描电镜、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机等研究了不同温度(160、300和540℃)回火处理对淬火态M50钢的微观组织、硬度及摩擦磨损性能的影响.结果 表明:经1090℃淬火后M50钢显微组织由马氏体、碳化物及残留奥氏体组成,硬度为64.5 HRC,残留奥氏体含量为18％;回火处理使M50钢组织中马氏体转变为回火马氏体,随着回火温度的升高,试验钢硬度先降低再升高,其中,300℃回火时试验钢的硬度较低,540℃回火出现二次硬化现象,硬度值较大,残留奥氏体含量较低约4％.摩擦磨损试验结果表明:540℃回火处理可以有效降低试验钢的摩擦系数和磨损率,其磨损机制为轻微磨粒磨损伴随粘着磨损.     

低合金钢锤头的研制与应用

为提高石料破碎机锤头的使用寿命,经过多次试验摸索和现场工业性试验,成功研制出价廉物美的低合金钢锤头。结合锤头含碳量较低、合金元素少的特点,对其进行阶段式复合热处理。热处理后锤头头部工作表面硬度50~55HRC,柄部硬度33~42HRC,使用寿命为锻打钢锤头的3~4倍。     

超高锰钢耐磨性及其冲击磨料磨损行为的研究

通过动载荷冲击磨料磨损试验及磨损后磨面硬度测量,利用SEM和TEM观察磨损表面形貌和磨损亚表层组织,研究了超高锰钢的耐磨性和冲击磨料磨损行为.结果表明,冲击功为0.5 J和1.0 J时,碳含量较低的超高锰钢耐磨性与普通Mn13相当,碳含量较高的超高锰钢耐磨性高于普通Mn13;冲击功为2.0 J时,超高锰钢具有好的耐磨性,是普通Mn13的1.21倍,磨面硬度较高.超高锰钢冲击磨料磨损后磨损亚表层的变形组织主要由高密度位错和变形带组成,磨损亚表层的变形带相互交叉、截割.依据实际工况条件,加工硬化和冲击韧度适当配合的超高锰钢耐磨性良好.     

Cr12MoV钢激光熔覆Ni基WC合金性能研究

对Cr12MoV钢表面激光熔覆不同成分Ni基WC合金的熔覆层性能进行了研究.实验表明,在较优工艺参数下,激光熔覆Ni60+30%WC熔覆层的次表面硬度可达67～68 HRC.在加入WC硬质相后,熔覆层的硬度变化不大,而耐磨性能却得到很大的提高,相应的脆性和产生裂纹的倾向增大.     

高钒高速钢干滑动磨损性能研究

利用MM-200型滑动磨损试验机测试高钒高速钢的干滑动磨损性能,借助于扫描电镜对其磨损形貌和组织进行观察,探讨磨损机理。结果表明：高钒高速钢耐磨性主要取决于硬度和显微组织。当含碳量低于2.58%时,高钒高速钢耐磨性主要取决于硬度,硬度越高,耐磨性越好;含碳量超过2.58%,其耐磨性主要取决于显微组织,碳化物尺寸越小,分布越弥散,材料耐磨性越好。高钒高速钢干滑动磨损机理为显微切削和疲劳磨损的复合,并且有应力作用下碳化物的碎裂及脱落。     

复相组织低合金铸钢耐磨锤头的研制

设计出一种高碳低合金复相组织耐磨锤头 ,其组织为贝氏体、奥氏体和少量马氏体。硬度高达HRC5 8,冲击韧性为 9J/cm2 。耐磨性为铸铁锤头的 4倍、高锰钢锤头的 2倍。     

高合金钢耐磨硬面药芯焊丝及其堆焊层性能

研制了一种焊接工艺性优良的埋弧堆焊用高合金钢耐磨硬面药芯焊丝,并对试样进行回火处理、环境扫描电镜分析、洛氏硬度测量及磨粒磨损实验,研究了焊态及不同回火温度下堆焊层的组织、硬度、耐磨性.实验表明:堆焊层组织均为马氏体+残余奥氏体+碳化物;堆焊层硬度分布均匀,回火温度在500℃左右时,堆焊层硬度最高,达到55～56HRC;...     

一种高强韧性钢的纳米结构及其性能

以Cr—Mn—Si为主,添加其它微量元素和稀土元素,研制了一种新型的中碳低合金耐磨钢。试验结果表明,这种新型的低合金高强韧性耐磨钢,其铸态和锻态试样经淬火回火处理后均可得到回火马氏体及少量贝氏体、残留奥氏体及碳化物组织。铸态淬火回火处理的U型缺口试样的冲击韧度αk=37～55J／cm^2,无缺口试样的冲击韧度αk=210～300J／cm^2,其硬度为53～56HRC;锻后淬火回火处理的u型缺口试样的冲击韧度αk=48～70J／cm^2,其硬度为52～54HRC,抗拉强度叽=1850～2000MPa。采用高分辨电镜,对研制钢的纳米结构原子像进行了观察,确定了贝氏体铁素体亚片条的尺寸。     

高硬度20Cr13钢的耐磨性

对20Cr13不锈钢进行了不同温度的淬火回火处理以获得不同的硬度,进而研究了不同硬度下20Cr13不锈钢的摩擦磨损性能。结果表明:回火温度≥580 ℃时,20Cr13不锈钢的硬度<40 HRC,材料摩擦系数K与材料硬度h趋势一致,耐磨性差;回火温度≤550 ℃时,硬度>40 HRC,材料摩擦系数K与材料硬度h趋势背离,趋于常值,磨损体积V不受硬度h影响,耐磨性高。