磨料水喷丸对23CrNi3Mo钢高周疲劳性能的影响

主要研究磨料水喷丸(High-energy abrasive waterjet peening,HAWP)工艺对23CrNi3Mo钢渗碳后的高周疲劳性能的影响规律,并对比分析了宏微观影响因素的变化。通过升降法检测HAWP处理试样与未处理试样的高周疲劳性能,并拟合成不同工艺下的疲劳S-N曲线。借助扫描电镜、光学显微镜、透射电镜、应力测定仪、显微硬度计等分析了HAWP工艺对23CrNi3Mo钢高周疲劳性能的影响机制。结果发现HAWP工艺处理后的试样疲劳极限提高,表层组织细化、引入残余压应力场、硬度增加,疲劳源位置由表面向心部推移。HAWP工艺使23CrNi3Mo钢表面完整性提高,促使疲劳源推移到次表面;组织强化和残余压力场有效阻碍了裂纹的扩展,这些因素共同作用,改善了23CrNi3Mo钢的疲劳性能。     

23CrNi3Mo钢钎具断裂失效分析

采用扫描电镜和光学显微镜观察了不同类型23CrNi3Mo钢钎具疲劳破坏缺陷试样断裂形貌及显微组织,分析讨论了缺陷试样失效的原因。结果表明,高疲劳寿命的阿特拉斯钎尾缺陷试样在疲劳源裂纹萌生、扩展过程中,塑性变形特征明显,表明其具有良好的抵抗疲劳裂纹扩展能力,而国内潜孔钻头试样脆性断裂特征明显。两种缺陷试样表面均为高硬度渗碳马氏体层,但阿特拉斯钎尾缺陷试样渗碳层与基体组织的下贝氏体过渡区域较宽,基体以贝氏体组织为主,硬度梯度过渡平缓,具有良好的强度与韧性匹配;而国内潜孔钻头试样的过渡区域较窄,基体是马氏体组织。可见合理的硬度梯度分布对钎具钢强韧性匹配和疲劳寿命影响很大。     

18CrNiMo7-6和20CrNi2Mo钢高温渗碳工艺的研究与应用

对18CrNiMo7-6和20CrNi2Mo钢进行980℃高温渗碳工艺研究,并对其显微组织、显微硬度、表面碳浓度、奥氏体晶粒度等重要工艺指标进行分析。结果表明,为使18CrNiMo7-6和20CrNi2Mo钢渗层获得弥散分布状碳化物、较高的显微硬度、较高的晶粒度等级,通过工艺优化获得最佳工艺为：提高渗碳温度至980℃,冷却方式采用先气冷后二次加热再进行淬火。     

冷却方式对23CrNi3Mo渗碳钢组织结构的影响

采用Gleeble-3500试验机和盐浴淬火炉研究了23CrNi3Mo渗碳钢在不同冷却方式下的组织结构,确定不同冷速下贝氏体体积分数与碳含量的关系。结果表明：23CrNi3Mo渗碳钢连续冷却后：渗碳层的显微组织均为马氏体(M);当冷速为0.05~0.1 ℃/s时,心部为下贝氏体(BL),过渡区为M+BL的混合组织;当冷速为0.1~1 ℃/s时,过渡区为M,心部为M+BL的混合组织;当冷速≥3 ℃/s时,由表面到心部为全马氏体组织。23CrNi3Mo渗碳钢在采用两段冷却后：可获得强韧性匹配最佳的显微组织结构,即表面渗碳层为M、心部为BL和过渡区为M+BL。23CrNi3Mo钢渗碳后,冷却方式和碳含量梯度对渗碳层深度和贝氏体体积分数有影响。     

齿轮钢渗碳热处理组织与性能研究

对20CrNi2Mo和20Cr2Ni4钢进行渗碳热处理,研究了其微观组织、硬度、抗拉强度和伸长率等性能。结果表明,钢材的表层硬度由表及里逐渐降低,同一深度下,20CrNi2Mo钢的硬度要高于20Cr2Ni4钢。20CrNi2Mo钢渗碳热处理后具有更好的综合性能。     

表面渗碳23CrNi3Mo钢的微观组织及渗碳规律数学模型分析

采用固体渗碳技术对23CrNi3Mo钢进行表面渗碳处理,观察表面渗碳层的微观组织,建立碳含量、浓度与渗碳时间、温度之间的数学关系。结果表明,表面碳浓度为0.72%~0.81%时能够获得良好渗碳效果。     

BH催渗工艺对12CrNi3渗碳钢组织和性能的影响

针对12CrNi3钢薄壁齿轮气体渗碳工艺存在温度高、周期长、畸变大的弊端,导致薄壁重载齿轮组织状态不佳,畸变不受控等问题,在原超级渗碳工艺的基础上添加BH-5催渗剂,开展BH催渗试验。结果表明,当渗碳层深为(1.5±0.1) mm时,BH渗碳可提升效率20%以上;使用BH催渗使12CrNi3钢渗碳后晶粒度达到7级,渗层硬度梯度下降更平缓,摩擦性能提高,畸变减小。     

合金元素对中硬度调质钢接触疲劳性能的影响

用45、42CrMo、40CrNi2Mo三种中碳钢经调质处理成相同中等硬度(HRC37±1)后,对其进行接触疲劳寿命试验。结果指出:45、42CrMo、40CrNi2Mo三种钢材的疲劳寿命依次增加,这与材料的切断抗力τ_k有关。在碳含量大约相同时,随着合金元素的增加,切断抗力τ_k增大,接触疲劳寿命也相应提高。     

球化退火冷却速度对钎具用23CrNi3Mo合金管组织与硬度的影响

为解决钎具用23CrNi3Mo合金管冷轧变形抗力过高的问题,对其进行球化退火处理研究,以降低合金的硬度。借助扫描电镜(SEM)和硬度等表征手段,揭示23CrNi3Mo合金管球化退火处理后的微观组织演变规律和硬度变化情况。试验结果表明:在680℃下进行球化退火,23CrNi3Mo合金形成颗粒状碳化物,随着冷却速度的降低,碳化物直径不断增大;球化退火后,23CrNi3Mo合金钢硬度显著降低,进而达到冷轧变形的要求。     

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。     

回火温度对40CrNi2Mo钢力学性能和干摩擦性能的影响

对40CrNi2Mo钢进行200~575℃回火处理,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜、维氏硬度计、万能试验机和磨损试验机等研究了回火处理后40CrNi2Mo钢微观组织演化对其力学性能和干摩擦性能的影响。结果表明:随着回火温度的升高,40CrNi2Mo钢板条马氏体中固溶的过饱和C原子逐渐析出,微观组织逐渐向粗大的铁素体、球化渗碳体和粗化的碳化物转变;压缩屈服强度、弯曲强度和硬度降低;325℃和425℃回火处理后析出层状渗碳体导致40CrNi2Mo钢的加工硬化能力和冲击韧性先下降后升高;硬度降低导致耐磨性降低,磨损机制由磨粒磨损逐渐向氧化剥层磨损转变。     

30CrNi4Mo钢的组织和冲击疲劳性能的研究

研究了30CrNi4Mo钢不同热处理的组织和冲击疲劳性能。结果表明,30CrNi4Mo钢正火低温回火的组织由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成,淬火低温回火组织为回火马氏体和残余奥氏体。正火低温回火的冲击疲劳裂纹形成寿命高于淬火低温回火和淬火高温回火的冲击疲劳裂纹形成寿命,淬火高温回火的冲击疲劳总寿命高于正火及淬火低温回火热处理的冲击疲劳寿命。分析了多冲击疲劳裂纹扩展的行为,讨论了正火低温回火冲击疲劳裂纹形成寿命较长及淬火高温回火提高冲击疲劳总寿命的原因。     

渗碳淬回火工艺对G20CrNi2Mo钢组织与性能的影响

以G20CrNi2Mo渗碳轴承钢为研究对象,通过扫描电镜及光学显微镜分析不同热处理工艺下的组织及硬度差异,并借助摩擦磨损试验机研究其耐磨性能的变化。结果表明,G20CrNi2Mo轴承钢渗碳后经过不同淬火及回火工艺,其硬度和耐磨性能均有了明显提高,其中,二次淬火后的组织为细小的马氏体和均匀细小的颗粒碳化物,以及少量的残留奥氏体;二次淬火后经过回火处理,200 ℃低温回火的组织性能最优,组织为回火马氏体,其硬度值为62.3 HRC,磨损量为12.9 g。     

模拟海洋大气环境对XCS-lode钢与30CrNi3Mo钢腐蚀行为的影响

采用盐雾腐蚀试验方法,研究了模拟海洋大气环境下XCS-lode钢与30CrNi3Mo钢的腐蚀性能,通过极化曲线及电化学阻抗谱(EIS)试验研究了两种钢在腐蚀行为上的差异.结果表明:XCS-lode钢相比30CrNi3Mo钢具有更高的自腐蚀电位,XCS-lode钢腐蚀产物膜的阻抗明显大于30CrNi3Mo钢,XCS-lo...     

H13钢热疲劳后碳化物形态和组分的变化

采用薄膜电子衍射和萃取复型方法研究了压铸模具用钢H13钢经热疲劳后的碳化物形态和组分变化.结果表明,H13钢在热疲劳过程中表层硬度发生循环软化,循环软化主要与富铬的M23C6碳化物粒子的粗化和位错密度的降低有关.H13钢中富Cr的球状的M23C6碳化物在热疲劳过程中的成分变化是影响材料表层热疲劳循环软化的一个重要因素.球状的M23C6碳化物在热疲劳过程中,Cr和Mo等合金元素的含量在增加,而V的含量相对减少.     

淬火硬度对调质钢力学性能的影响

采用不同冷却方法对４０ＣｒＭｎＭｏ、４０ＣｒＮｉ２Ｍｏ和３７ＳｉＭｎ２ＭｏＶ三种钢进行淬火回火处理,考察了不同淬火硬度对回火后力学性能：σｓ、σｂ、δ５、ψ和Ａｋ的影响。结果表明３７ＳｉＭｎ２ＭｏＶ钢的各项指标随淬火硬度的变化最为明显,而４０ＣｒＮｉ２Ｍｏ钢的塑性和韧性好且受淬火硬度的影响较小。选材时应考虑淬火硬度不足可能导致塑性和韧性下降这一因素。     

Submerged Arc Stainless Steel Strip Cladding—Effect of Post-Weld Heat Treatment on Thermal Fatigue Resistance

Two types of martensitic stainless steel strips, PFB-132 and PFB-131S, were deposited on SS41 carbon steel substrate by a three-pass submerged arc cladding process. The effects of post-weld heat treatment (PWHT) on thermal fatigue resistance and hardness were evaluated by thermal fatigue and hardness testing, respectively. The weld metal microstructure was investigated by utilizing optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and transmission electron microscopy (TEM). Results showed that, by increasing the PWHT temperature, hardness decreased but there was a simultaneous improvement in weldment thermal fatigue resistance. During tempering, carbide, such as (Fe, Cr)₂₃C₆, precipitated in the weld metals and molybdenum appeared to promote (Fe, Cr, Mo)₂₃C₆ formation. The precipitates of (Fe, Cr, Mo)₂₃C₆ revealed a face-centered cubic (FCC) structure with fine grains distributed in the microstructure, thereby effectively increasing thermal fatigue resistance. However, by adding nickel, the A_C1 temperature decreased, causing a negative effect on thermal fatigue resistance.     

喷丸对23Co14Ni12Cr3Mo超高强度钢 表面性能的影响

针对23Co14Ni12Cr3Mo超高强度钢材料，研究喷丸强化对其表面性能的影响。采用扫描电镜、白光干涉仪等设备，分析喷丸强化对试样表面形貌、粗糙度、硬度、残余应力、元素含量等的影响。结果表明:喷丸强化后，试样表面留有大量弹坑，产生明显塑性变形；表面粗糙度增大，算术平均粗糙度为1.33 μm；硬度显著增大，最表层硬度由喷丸前的HV 476增加至HV 497，硬化层深度约150 μm；试样表层的残余压应力值由375 MPa增加至475 MPa，最大残余压应力值约518 MPa，位于距表面50 μm深度处，喷丸形成的残余压应力层深度约为134 μm；喷丸后试样中C、Si、Cr等各元素的质量分数均略有增加。喷丸在一定程度上改善了23Co14Ni12Cr3Mo钢材料的表面性能，有利于提高其疲劳抗力和耐腐蚀性。     

钒对Cr12Mo模具钢渗氮层及其摩擦学行为的影响

在Cr12Mo和Cr12MoV模具钢表面进行气体渗氮处理,对比分析了V对Cr12Mo模具钢渗氮层显微结构及其摩擦学行为的影响。结果表明,气体渗氮后两种模具钢的表面均制备出深度约120 μm的渗氮层,由表及里依次为渗氮层、扩散层和基体;V提高了模具钢的耐磨性,Cr12MoV表现出较好的耐磨效果;相比V对模具钢基体和扩散层硬度的提升而言,V对渗氮层最大硬度值附近区域的硬度提升幅度更为明显;V对两种模具钢渗氮层耐磨性的影响并不明显,但V的主要贡献在于促进了渗氮时N的有效渗入,大大提高了渗氮层与扩散层间的界面结合力,避免了渗氮层与扩散层间的开裂,促使磨损机制由疲劳磨损转变为黏着磨损,进一步提高了渗氮层的服役寿命。     

12CrNi3A钢凸轮轴的激光熔覆再制造技术

采用2 kW光纤激光器,在12CrNi3A钢制喷油泵凸轮磨损面获得了高硬度激光熔覆层,通过表面PT探伤、维氏硬度计、光学显微镜、摩擦磨损试验对熔覆层的完整性、硬度、显微组织及性能进行了表征.结果表明:熔覆层厚度约1 mm;显微硬度650 HV,熔覆层组织致密、晶粒细小,与12CrNi3A钢呈冶金结合;熔覆层的耐磨性优于...