大型汽輸机12Cr转子钢的机械性能

为满足设计大容量汽轮机机组,需要发展新的转子材料,这就要求材料在提高机组蒸汽温度的工作条件下,比1Cr—1Mo—1/4V钢材料有更高的机械性能。为此研究了用12Cr—Mo—V—Ta—N钢试制的模拟转子锻件和37.5万千瓦汽轮机高中压转子锻件的机械性能和质量均匀性。 12Cr—Mo—V—Ta—N转子材料钢在其转子轴部、本体表面和心部的室温抗拉强度、冲击值均比1Cr—1Mo—1/4V钢转子为佳。作为最重要性能之一的持久强度,12Cr—Mo—V—Ta—N钢也比1Cr—1Mo—1/4V钢高,此外锻件的质量均匀性极好。新研制的12Cr—Mo—V—Ta—N转子材料,具有优良的机械性能,且质量完好,有希望用于大型汽轮机生产上。     

42CrMo作为铝屑冲击破碎机甩刀替代材料的可行性研究

采用有限元软件分析了42Cr Mo甩刀工况的应力、应变状态。对42Cr Mo甩刀在4种不同热处理工艺下的力学性能、金相组织进行了分析。根据甩刀工况的磨损类型对其滑动磨损和冲击磨料磨损性能进行了研究。结果表明,甩刀材料要求具有良好的综合力学性能,其应力、应变最大区域均在甩刀与销轴安装孔内,理论上最大应力为154MPa,最大变形为0.768 mm;经过1100℃×30 min油淬+450℃×1 h回火+770℃×30 min油淬+200℃×1 h回火处理后,42Cr Mo的综合力学性能最好,其硬度和冲击韧性均约为进口甩刀材料的93%;42Cr Mo的两体滑动磨损失量比进口甩刀材料高约10%,冲击磨料磨损失量比进口甩刀材料高约15%。考虑到经济性,以上述工艺处理后的42Cr Mo能够取代进口甩刀材料。     

Mo、Cr元素对牙科用钛合金显微组织和性能的影响

采用钨电极熔化、离心浇注工艺制备了Ti-Mo、Ti—Cr合金，分析并测试了Mo、Cr元素对钛合金的显微组织、力学性能和干态摩擦磨损性能的影响。研究结果表明，Ti—Mo合金由等轴的口晶粒组成，Mo含量增加时，等轴晶细化不明显。Ti—Cr合金由枝状的β晶粒组成，Cr含量增加，枝晶明显细化。Mo、Cr元素加入量相同时，Ti—Mo合金的维氏硬度值比Ti—Cr合金的高。压缩强度比Ti—Cr合金低，弹性模量相差不大，压缩率低于Ti—Cr合金。4种合金中，当Mo的质量分数为20％时，合金的稳定摩擦因数最小。两种Ti—Mo合金磨损表面的犁沟较深，而对于两种Ti—Cr合金，磨损表面的犁沟较浅，分布着大量的磨屑。     

新型盾构机刀圈用6Cr5Mo2V钢力学性能研究

抚顺特钢通过非真空感应+电渣重熔、精快锻联合成材生产出新型盾构机滚刀刀圈材料6Cr5Mo2V钢,通过实验得到了6Cr5Mo2V钢的淬火、回火曲线,研究了6Cr5Mo2V钢的横向及纵向力学性能。结果表明,6Cr5Mo2V钢经1,100℃淬火时硬度值最高,达到63.9HRC。选择热处理工艺1,050℃淬火、560℃回火时硬度为57.7～58.9HRC。6Cr5Mo2V钢纵向屈服强度及抗拉强度数值均高于横向数值,其中横向抗拉强度达到2,262MPa,纵向抗拉强度达到2,290MPa,横纵比98.8%。该材料能够满足盾构机刀圈所需的力学性能要求。     

0Cr25Ni7Mo4、316与304不锈钢临界点蚀温度研究

采用外加恒定电位下腐蚀电流-温度扫描方法研究了0Cr25Ni7Mo4、304和316不锈钢在1 mol/L NaCl水溶液中的点蚀行为。利用不锈钢临界点蚀温度评价了材料的耐点蚀性能.测得0Cr25Ni7Mo4和316不锈钢的临界点蚀温度分别为79.5 ℃和15 ℃,304不锈钢在0 ℃以下.对0Cr25Ni7Mo4不锈钢材料优良耐点蚀性能的原因进行了分析讨论.     

Co对4Cr5Mo2V钢组织和强韧性的影响

采用OM、SEM、EDS、硬度测试、室温冲击及高温拉伸等方法研究了Co对4Cr5Mo2V钢的组织和强韧性的影响。结果表明:经1010 ℃淬火30 min,4Cr5Mo2V-Co钢未溶碳化物数量更多,马氏体板条更细;510~600 ℃回火时,4Cr5Mo2V-Co钢的回火硬度较4Cr5Mo2V钢高出1~2 HRC,但二者冲击性能相当;相同初始硬度条件下,4Cr5Mo2V-Co钢具有更高的高温强度,这是因为Co元素的添加促进了4Cr5Mo2V-Co钢二次硬化碳化物的形核速率,并能降低碳化物的粗化速率,从而提高了4Cr5Mo2V-Co钢的强度。     

锻造及热处理工艺对20CrMoH钢组织与性能的影响

针对20Cr Mo H齿轮材料应用在电动汽车和工程机械变速箱产品中的齿轮设计与制造问题,研究了锻造、热处理工艺对20Cr Mo H齿轮钢材料组织和力学性能的影响。通过锻造、预备热处理和渗碳淬火全过程的系统联动控制等工艺方法,对20Cr Mo H钢进行试验分析与研究。结果表明:将锻造比控制在4以内,且镦粗比≥1.5,拔长比≤2.5,可消除带状组织,有效改善材料组织和力学性能;选择正火温度区间为890~930℃,渗碳后直接淬火和二次淬火扩散碳势为0.70%~0.85%,强扩比为1∶1,可以得到良好的金相组织和力学性能,保证合理的硬度梯度分布,以满足20Cr Mo H钢的齿轮零件质量要求。     

TC4合金在不同摩擦体系中磨损性能的研究

对TC4合金在TC4/GCr15和TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦体系中的磨损行为及磨损特征进行了研究。利用SEM、EDS以及XRD等对合金磨面和剖面形貌、成分及结构进行了观察与分析。结果表明:两种摩擦体系中,在25℃,TC4合金的磨损率均较高,磨损性能很差;在400℃,合金在TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦体系中的磨损率远大于TC4/GCr15摩擦体系中的;在600℃,TC4合金的磨损率均较低,且在TC4/GCr15摩擦体系中的磨损率低于TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦体系中的。在400和600℃,磨盘材料对合金的磨损率具有不同的影响。磨损率的降低与磨损表面的氧化物数量有关,当磨损表面形成大量氧化物且能稳定存在时,磨损率极低,具有优异的耐磨性。     

4Cr5Mo2VCo钢的热处理工艺优化

对不同工艺下4Cr5Mo2VCo钢的硬度及冲击性能进行测定,并用SEM对其显微组织和断口形貌进行了分析。结果表明,在1000~1100 ℃淬火温度范围内,4Cr5Mo2VCo钢的硬度先升高后降低,最高达59.2 HRC;未溶碳化物数量随淬火温度上升不断减少,在1100 ℃时基本全部溶入基体。回火过程中4Cr5Mo2VCo钢的二次硬化峰值温度为520 ℃,硬度随回火温度继续升高而逐渐降低。不同温度淬火试样的冲击吸收能量随回火温度的上升呈先增大后逐渐降低趋势。在44~46 HRC的硬度使用范围内,4Cr5Mo2VCo钢具有最佳强韧性配比的热处理工艺为1060 ℃×30 min淬火+(600~610) ℃×2 h回火两次,平均冲击吸收能量可达410 J。     

热处理工艺对35Ni4Cr2MoA合金钢组织和性能的影响

为了研究热处理工艺对35Ni4Cr2Mo A合金钢组织和性能的影响,采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验机、硬度计等对875℃淬火,530、540、550、560和570℃不同温度回火后的材料进行性能测试和组织观察,实验表明:回火温度为540℃时合金综合性能最优。因此,35Ni4Cr2Mo A合金钢的最佳热处理工艺为875℃淬火+540℃回火。     

两种常用高速钢刀具材料脉冲放电强化层结构和性能的差异性对比分析

对两种常用高速钢刀具材料W6Mo5Cr4V2和W9Mo3Cr4V的脉冲放电强化工艺进行了实验研究,通过对强化层的检测发现,W6Mo5Cr4V2的强化层不论在硬度、耐磨性还是涂层厚度上都高于W9Mo3Cr4V;用XRD分析强化层结构时发现,两者强化层的主强化相明显不同,W6Mo5Cr4V2为W2C,而W9Mo3Cr4V却为Fe3W3C。这是因为材料中W含量不同所致;而两种材料的过热敏感性差异是导致厚度不同的主要原因。实验数据对比表明,W6Mo5Cr4V2高速钢显示出更好的综合强化效果。     

热处理工艺对新型高热稳定性热作模具钢组织与性能的影响

采用OM、SEM和硬度测试等手段,研究了热处理工艺对5Cr4Ni Mo2VCo钢和H13钢热作模具钢的组织及性能的影响。结果表明:在相同的淬火温度下,5Cr4Ni Mo2VCo钢的淬火硬度高于H13钢,随淬火温度升高,碳化物溶解较多,当淬火温度高于1030℃时,晶粒粗化速率明显增加,淬火温度应不超过1030℃;5Cr4Ni Mo2VCo钢的回火硬度均高于H13钢,两钢的二次硬化峰值温度均为510℃,5Cr4Ni Mo2VCo钢的二次硬化峰值硬度高出H13钢3.7 HRC;在高温阶段,5Cr4Ni Mo2VCo钢具有更好的回火稳定性。     

4Cr2Mo2W2V钢中碳化物的演变对热稳定性的影响

利用高分辨透射电镜观察、能谱分析等实验方法,结合硬度试验、热稳定实验不同温度下的实验数据,对热作模具钢4Cr2Mo2W2V中的组织成分、碳化物的形态、大小及其演变规律和对材料高温性能的影响进行了研究。结果表明：热稳保温过程中碳化物的演变与马氏体回复过程是耦合出现的,4Cr2Mo2W2V钢在工作温度620～700℃下的热稳定性能优于传统热作模具钢3Cr2W8V,4Cr2Mo2W2V钢在650℃工作温度下的热稳定性与传统热作模具钢3Cr2W8V在620℃条件下相当。基体中的较多的Mn和相对稳定细小的Mo、V系碳化物保证了4Cr2Mo2W2V钢高温时效过程中能保持一定的硬度。     

P含量对快堆蒸发器用2.25Cr1Mo钢步冷脆化倾向的影响

2.25Cr1Mo钢是我国四代先进钠冷快堆热交换器主体结构材料,掌握钢中有害元素适宜控制范围是实现部件国产化制造的关键环节。采用步冷处理试验方法研究了不同P含量对2.25Cr1Mo钢第二类回火脆性倾向的影响。结果表明：P含量会对2.25Cr1Mo钢第二类回火脆性产生显著影响。当钢中P含量为0.002%（质量分数,下同）时,第二类回火脆性敏感系数为-51.4℃,脆化倾向小。当P含量升至0.012%,尽管该数值满足ASTM-A387标准规定的P含量要求范围（≤0.035%）,但钢的第二类回火脆性敏感系数已达59.6℃,具有较强的回火脆性倾向。当P含量为0.05%时,步冷处理前后钢的冲击功均较0.012%P试验钢有了明显降低,且脆性敏感系数高达174℃,回火脆性倾向极大。在对2.25Cr1Mo钢成分设计时,建议P含量控制在0.002%为宜。     

4335V钢中碳化物的研究

实验表明,4335V钢淬火回火后析出三种碳化物:(1)M_3C,在200至700℃回火时析出,其中溶有Cr,Mn,Mo,V,随回火温度升高,Cr含量从2.6％增至19.5％;(2)M_7C_3,在400℃以上回火时析出,其中含Cr20—30％,还溶有Mn和Mo;(3)M_4C_3,在高于500℃回火时析出,其中M为V,Mo,Cr,其原子比为V:Mo:Cr≈7:1:1。 本文还研究了碳化物的形貌和分布特征,以及与淬火亚结构的关系,初步分析了它们对钢的低温冲击韧性的影响。     

马氏体热作模具钢热稳定性的内耗研究

采用内耗法研究了两种马氏体热作模具钢在高温服役过程中的弹性模量及内耗特征,结合JMA方程探讨了时效前期的动力学过程。结果表明:620℃热稳保温过程中4Cr2Mo2W2MnV钢的软化主要以马氏体基体回复为主,而3Cr2W8V钢基体中大量的W、C脱溶及合金碳化物的沉淀,导致材料力学性能明显下降。4Cr2Mo2W2MnV钢在620℃工作温度下的热稳定性比传统热作模具钢3Cr2W8V好,主要是由于基体中的较多的Mn和相对稳定细小的Mo、V系MC型碳化物对马氏体热作模具钢的热稳定性有贡献作用。     

反应烧结法制备Mo_2FeB_2基金属陶瓷的研究

以Mo、Fe、FeB、Cr、Ni、C为原料,采用反应烧结法制备Mo2FeB2基金属陶瓷。研究了Mo2FeB2基金属陶瓷的合金元素和烧结工艺对其组织的影响,并用SEM、EDS、XRD等方法对材料微观结构进行分析。研究发现,w(Cr)=10%的Mo2FeB2基金属陶瓷在1 280℃烧结25 min时,所得材料晶粒细小均匀,并且具有良好的力学性能     

高速钢亚温淬火与氮碳共渗工艺对性能的影响

研究了亚温淬火与表面强化处理对W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2高速钢冷作模具性能的影响.结果表明,经亚温淬火处理后的W18Cr4V (1160～1180 ℃)、W6Mo5Cr4V2 (1130～1150 ℃)两类模具的使用寿命均比以往有明显提高,平均寿命由过去冷镦或冷挤压(常规淬火、回火)3000～3500件提高至6000～7000件;高速钢冷镦模及冷挤压模再经560 ℃氮碳共渗后200 ℃保温2 h去氢处理后,表面硬度达890～940 HV,平均使用寿命达到9500件.     

4Cr5Mo2NiV热作模具钢淬回火工艺研究

采用显微组织观察、拉伸试验、冲击试验和硬度测试等方法,研究了4Cr5Mo2NiV模具钢淬火、回火工艺对其显微组织与力学性能的影响。结果表明:淬火态4Cr5Mo2NiV钢组织主要为板条状、针状马氏体以及少量碳化物。随着淬火温度的升高,4Cr5Mo2NiV钢硬度先升高后降低。1010℃淬火,4Cr5Mo2NiV钢硬度达到最大值58.3 HRC。当回火温度在400～650℃,4Cr5Mo2NiV钢回火后出现二次硬化现象。4Cr5Mo2NiV钢最佳淬、回火工艺为1010℃淬火+600℃回火,此工艺下,4Cr5Mo2NiV钢的综合性能最佳。     

全断面隧道掘进机滚刀刀圈材料性能研究

对比研究了引水工程现场滚刀刀圈材料和不同热处理条件下42Cr Mo材料的成分、冲击韧度、硬度、耐磨性等材料性能。结果表明,实际刀圈材料冲击功为4.3 J、硬度为56.50 HRC、磨损量为0.084 g;42Cr Mo材料在850℃淬火+230℃回火后,其冲击功为10.8 J、硬度为54.44 HRC、磨损量为0.087 g。42Cr Mo材料与实际刀圈相比,其耐磨性相近,冲击韧度提高,能够有效的解决现有刀圈冲击韧度问题。通过42Cr Mo材料的热处理工艺优化,该材料可用于制备滚刀刀圈,可提高刀圈的冲击与耐磨损性能,降低滚刀成本,具有重要的工程价值。