渗碳处理对齿轮用钢组织和力学性能的影响

对齿轮钢20CrMn和20CrMnTi进行渗碳处理,分析了渗碳处理后齿轮钢组织和性能的变化规律。结果表明,20Cr Mn钢和20CrMnTi钢经渗碳处理后,渗层组织主要由针状马氏体和少量残余奥氏体组成,心部组织主要为板条马氏体。经980℃渗碳后,晶粒尺寸大于930℃渗碳后晶粒尺寸,抗拉强度和冲击功低于930℃渗碳处理时,20CrMnTi钢韧性高于20CrMn钢     

350 ℃回火处理对渗碳齿轮组织与硬度的影响

对20CrMn5渗碳钢齿轮进行回火热处理来模拟再制造过程中的受热情况,热处理条件为350 ℃保温20 min后空冷,对3个试样分别处理1次、3次和5次.结果显示保温后渗碳层的残余奥氏体完全分解,马氏体发生了回复;齿轮的硬度降低,且渗碳层比心部硬度下降程度大.350 ℃回火过程中温度是组织和性能变化的主要影响因素,但处理3次、5次的结果与处理1次的没有明显差异.     

20CrMn2SiMo钢与20CrNi3Mo钢摩擦焊接头的组织和性能

研究了20CrMn2SiMo钢与20CrNi3Mo钢摩擦焊焊接接头的组织和力学性能。结果表明,未进行热处理时,其焊缝区显微硬度最高,热影响区其次,母材硬度最低;热处理后,焊缝和基体组织均为板条状贝氏体和马氏体以及少量的残余奥氏体,焊缝区和基体硬度基本相同;热处理后的焊接接头具有良好的强韧性:σb=1351MPa,δ5=11%,ψ=43%。     

铌微合金化重载齿轮钢的疲劳性能

利用旋转弯曲疲劳试验方法研究了三种重载齿轮钢渗碳后的疲劳性能。结果表明,添加铌能够细化重载齿轮钢组织,提高渗碳层硬度,从而提高其疲劳强度。同时,疲劳裂纹在渗碳层沿原奥氏体晶界扩展,铌微合金化重载齿轮钢的晶粒细化,从而可以阻碍疲劳裂纹的扩展。此外,扫描电镜观察疲劳断口发现,重载齿轮钢渗碳后疲劳裂纹起源于基体或夹杂物,夹杂物尺寸越小,疲劳性能越好。     

20Cr2Ni4A齿轮钢高温渗碳工艺研究

对20Cr2Ni4A齿轮钢的高温渗碳工艺进行了研究,并对其显微组织、硬度梯度、晶粒度等指标进行了测试。结果表明,20Cr2Ni4A齿轮钢在高温渗碳后油淬及高温回火后的显微组织为回火马氏体加少量残留奥氏体,并在渗层表面弥散分布有碳化物颗粒,渗层表面硬度达58~62 HRC。高温渗碳后奥氏体晶粒度可达到8级,显著提高了渗碳效率。     

20Cr2Ni4A齿轮钢高温渗碳工艺

对20Cr2Ni4A齿轮钢的高温渗碳工艺进行了研究,并对其显微组织、硬度梯度、晶粒度等指标进行了测试。结果表明20Cr2Ni4A齿轮钢在高温渗碳后油淬及高温回火后的显微组织为回火马氏体加少量残留奥氏体,并在渗层表面弥散分布有碳化物颗粒,渗层表面硬度达58~62 HRC。高温渗碳后奥氏体晶粒度可达到8级,显著提高了渗碳效率。     

18CrNiMo7-6钢的可控气氛高温渗碳工艺

基于机车用重载齿轮的热处理工艺要求,对18CrNiMo7-6钢进行920~1050 ℃的伪渗碳工艺处理,横向对比研究了试验钢经常规渗碳以及不同温度高温渗碳处理后的组织及力学性能;结合Aichelin计算机辅助模拟设计软件工艺模拟结果,制定高温渗碳工艺流程,对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行高温渗碳处理,并与常规渗碳齿轮进行了组织及性能的对比研究。结果表明,与热处理前相比,经不同温度和时间的伪渗碳处理后,18CrNiMo7-6钢的综合力学性能均有所下降,但通过控制渗碳后的冷却过程,可以显著提高其最终热处理后综合力学性能;增加渗碳温度和碳势,可以大幅提高渗碳效率;对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行最高温度1050 ℃高温渗碳,渗碳效率提高约65%,经高温渗碳后,齿轮组织、综合力学性能以及单齿弯曲疲劳强度相比于常规渗碳齿轮均未降低。     

淬火温度对17 Cr2 Ni2 MoVNb重载齿轮钢组织和硬度的影响

研究了新型齿轮钢17Cr2Ni2MoVNb渗碳之后经不同温度淬火后的微观组织和硬度。结果发现,随淬火温度的升高,渗碳层中未溶碳化物减少、残留奥氏体增加。在860℃淬火时,17Cr2Ni2MoVNb钢渗碳层组织和硬度最佳,其碳化物为3级、残留奥氏体含量为23.55%、硬度达到750 HV0.2、且波动较小。     

冷却介质对ZG30CrMn2Si2NiMo组织和力学性能的影响

研究了不同冷却介质对ZG30CrMn2Si2NiMo铸钢力学性能及组织的影响.试验结果表明,奥氏体化后空冷ZG30CrMn2Si2NiMo组织为板条贝氏体型铁素体和残余奥氏体组织,奥氏体化后淬火ZG30CrMn2Si2NiMo组织为板条马氏体、贝氏体型铁素体和残余奥氏体组织.ZG30CrMn2Si2NiMo获得板条马氏体、贝氏体型铁素体和残余奥氏体组织时,具有良好的力学性能.     

成分设计与热处理对轴承钢组织与性能的影响

采用成分设计与热处理相结合的方法,对G20Cr2Ni4轴承钢的组织与性能进行了研究。结果表明,距表面越远,3种轴承钢的碳含量均呈逐渐降低的趋势,渗碳层深度约为1.5 mm,表层区域的碳含量约为0.85～0.90%。以HV550所在位置作为有效硬化层深度评判依据,G20Cr2Ni4SiMo钢的有效硬化层深度高于G20Cr2Ni2SiMoAl钢,两种轴承钢盐浴等温淬火后表层组织均为针状贝氏体+少量残余奥氏体,而G20Cr2Ni4轴承钢的组织为马氏体。盐浴等温淬火热处理后G20Cr2Ni4SiMo轴承钢综合力学性能最佳。     

冷却介质对新型贝氏体铸钢组织和性能的影响

研究了不同冷却介质对新型贝氏体铸钢组织和力学性能的影响：结果表明：ZG30CrMn2Si2Mo铸钢奥氏钵化后，空冷获得的组织是由贝氏体铁素体和残余奥氏钵组成的新型贝氏体组织，油冷、水玻璃冷和水冷后获得的组织是由马氏体、贝氏体和残余奥氏体组成的复相组织；随介质冷却能力的增加，有利于提ZG30CrMn2Si2Mo铸钢的综合性能，水冷后可获得较好的强韧性配合。分析了冷却介质对性能影响的原因。     

回火保温时间对新型贝氏体铸钢组织和性能的影响

研究了回火保温时间对ZG30CrMn2Si2Mo新型贝氏体钢组织和力学性能的影响.结果表明,不同回火时间下材料的组织为贝氏体铁素体和残余奥氏体组成,2 h以下回火材料的强度、韧性、硬度升高,超过2 h回火,随着回火时间的增加,材料的硬度、韧性趋于稳定,超过3 h回火抗拉强度保持稳定,随着回火时间增加,组织中的残余奥氏体量减少.ZG30CrMn2Si2Mo长时间回火对性能不敏感.     

硅对准贝氏体渗碳钢组织与性能的影响

研究了硅对准贝氏体渗碳钢渗碳组织与性能的影响。试验结果表明，硅降低渗层碳浓度、使渗碳层碳含量的分布平缓，阻碍渗层碳化物析出，渗碳后空冷渗层最外层组织为高碳马氏体和残留奥氏体。硅能显著提高渗碳钢的回火抗力。     

渗碳齿轮钢18CrNiMo7-6的疲劳性能及其影响因素

以18CrNiMo7-6齿轮钢为研究用基础钢,在传统真空脱气冶炼方式基础上,采用Nb微合金化和电渣重熔冶炼相结合获得一种对比试验钢,通过旋转弯曲疲劳试验表征了两种试验钢的疲劳性能,并利用显微组织、硬度分布、疲劳断口表征以及夹杂物分析等手段,探究了两种试验齿轮钢疲劳性能的影响因素。结果表明,采用电渣重熔方法冶炼并Nb微合金化的试验钢的疲劳极限较基础钢提高90 MPa,且相同载荷下寿命显著提高,渗碳层晶粒度由基础钢的7.5级细化至9级,而残留奥氏体含量的增加导致其表面硬度降低。通过Aspex夹杂物表征发现试验钢中夹杂物数量较基础钢大幅度降低,且硬质氧化物夹杂较少,与断口表征结果相一致。综合分析可知,晶粒细化和非金属夹杂物水平下降是提升试验钢疲劳性能的主要因素。     

稀土低温高浓度气体渗碳工艺及其在20Cr2Ni4A钢上的应用

２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢由于渗碳层奥氏体十分稳定，无法渗碳后直接淬火，而需经过复杂的热处理，本文采用稀土低温高浓度大气体渗碳，使渗层过共析区沉淀析出大量细小弥散的碳化物，奥氏体的稳定性大幅度下降，实现了渗后直接淬火，同时使组织和性能得到进一步改善。     

准贝氏体渗碳钢在汽车齿轮上的应用

对比研究了ＢＺ１８Ｑ准贝氏体钢与２０ＣｒＭｏＨ钢的渗碳特性、耐磨性及焊接性。发现ＢＺ１８Ｑ准贝氏体钢具有良好的渗碳性能。与２０ＣｒＭｏＨ钢相比,ＢＺ１８Ｑ准贝氏体钢渗碳后心部组织更为细小,耐磨性更好,而且焊缝组织均匀细小、强度高。对比研究及试生产结果表明ＢＺ１８Ｑ准贝氏体钢可用来制造汽车渗碳齿轮     

扩散时间对20MnCrS5齿轮钢真空渗碳的影响

采用真空低压渗碳高压气淬工艺对20MnCrS5齿轮钢进行表面真空渗碳处理,分析扩散时间对硬度梯度、渗层深度、显微组织以及碳含量分布的影响,并优化真空渗碳工艺。结果表明,随着扩散时间的延长,C原子由表层向基体发生扩散,当扩散时间超过100 min后,C原子的扩散速度减缓;当C含量超过1.0%后,淬火后容易形成尺寸较大的残留奥氏体,随着C含量的降低,显微组织由孪晶马氏体向位错马氏体转变,硬度下降;在本试验条件下,20MnCrS5钢合适的真空低压渗碳高压气淬工艺为930 ℃强渗42 min,扩散140 min,0.6 MPa高压气淬至室温,并在160 ℃低温回火2 h。经该工艺处理后,组织中碳化物等级为1级,残留奥氏体等级为2级,马氏体等级为3级,表层无内氧化,渗碳层厚度约为0.91 mm,符合技术要求。     

深冷处理对18Cr2Ni2MoNbA钢耐磨性的影响

使用正交试验对18Cr2Ni2MoNbA钢渗碳钢深冷处理工艺参数进行筛选优化,分析深冷处理时间、低温回火温度和时间对试样耐磨性的影响,并对试样磨痕形貌、显微组织、残留奥氏体以及显微硬度进行分析。研究表明,18Cr2Ni2MoNbA钢渗碳淬火后的-196 ℃深冷工艺参数对磨损量影响的显著性排序为:深冷处理时间＞低温回火时间＞低温回火温度。深冷处理能够有效增加试样的耐磨性,在深冷温度-196 ℃,深冷处理时间1 h,低温回火温度120 ℃,低温回火时间2 h的工艺下试样磨损量最小,与未深冷时相比减少46.67%,磨损机制变为磨粒磨损与氧化磨损。经过深冷处理后渗碳层的碳化物沿晶界析出,同时有小颗粒碳化物在基体上弥散析出。深冷处理能够降低钢的残留奥氏体含量,增加马氏体含量,使表层渗碳层的显微硬度增加,从而改善18Cr2Ni2MoNbA钢的耐磨性。     

高温淬火处理对ZG30CrMn2Si2NiMO钢组织和性能的影响

研究了高温淬火热处理对ZG30CrMn2Si2NiMo组织和性能的影响,观察并测试了不同高温淬火处理钢的组织特征和力学性能.结果表明,ZG30CrMn2Si2NiMo铸态晶粒粗大,提高淬火温度可以细化组织,改善材料的力学性能,加热温度超过AC3之上200℃淬火,有明显的细化组织和晶粒作用,获得的组织为马氏体、贝氏体和奥氏体复相组织,并阐明了改善韧性和细化组织的原因.