超声波冷锻对Cr12MoV钢渗氮组织与性能的影响

为优化渗氮工艺,提高渗氮层的厚度与硬度,提出用超声波冷锻技术(Ultrasonic cold forging technology,UCFT)对Cr12MoV模具钢进行表面纳米化预处理,并在450℃和520℃两个温度条件下离子渗氮.采用扫描电镜、金相显微镜、白光形貌仪、X射线衍射仪和维氏显微硬度计对样品的微观组织结构和性能进行表征.结果表明:UCFT是一种能与离子渗氮有效复合的预处理工艺,经UCFT表面纳米化预处理后,Cr12MoV模具钢表面形成表面硬度约520 HV,厚度为350 μm的塑性变形影响层;经UCFT表面纳米化预处理后和离子渗氮复合处理后,渗氮层厚度与硬度与原始样品直接渗氮相比有显著提高;UCFT预处理后在520℃离子渗氮4h,材料表面硬度可高达1350 HV,复合改性层厚度也可增至约400 μm.     

Cr12MoV钢激光表面处理的组织特征

本文研究了Crl2MoV钢(淬火低温回火态)经激光辐照后的显微组织特征和显微硬度变化。结果表明,该钢经激光辐照后得到四层不同的组织,由表面开始依次命名为:熔化层、过烧层、淬火层、回火层。用热传导理论对这四层组织的成因进行了分析。熔化层、过烧层硬度下降(HV_(0.1)500),最高硬度在淬火层(HV_(0.1)930)。     

深冷处理对Cr12MoV钢组织和耐磨性能的影响

对经不同工艺深冷处理后的Cr12MoV钢进行了显微组织观察和力学性能检测。试验结果表明,深冷处理可以不同程度地提高Cr12MoV钢的硬度;淬火后进行深冷处理＋180℃×8 h回火后没有改善Cr12MoV钢的冲击韧度;深冷处理可明显提高Cr12MoV钢的耐磨性,其中深冷处理6 h的耐磨性提高最为显著,其磨损失重下降了51.2%。     

预备热处理对Cr12MoV钢组织性能的影响

对Cr12MoV失效模具进行组织、性能分析,并对其重新进行热处理,研究预备热处理工艺对模具组织、性能的影响。结果表明:采用调质处理代替球化退火作为Cr12MoV钢的预备热处理,更有利于碳化物形态的改变,对提高模具强韧性有比较明显的效果;调质处理后,材料的冲击韧度、抗弯强度分别达到8.556 J.cm-2和2183.5 MPa,相对于球化退火试样,分别提高了13.7%和66.2%。     

激光淬火工艺参数对Cr12MoV钢组织与性能的影响

研究了激光淬火对Cr12MoV钢组织及性能的影响规律,分析了不同激光功率(1050、1200、1350 W)及扫描速度(3、4、5 mm/s)对表面激光淬火层的显微组织、硬度及残余压力的影响。结果表明,经激光淬火后Cr12MoV钢的表面硬度提升明显,表面残余应力由拉应力转变为压应力。当激光功率为1200 W,扫描速度4 mm/s时,材料表面宏观形貌平整,微观组织晶粒细化,表面硬度最大(653.68 HV),残余压应力达到-259.29 MPa。     

激光渗硼处理对Cr12钢组织和性能的影响

利用金相显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪等分析测试手段,对经激光渗硼处理的Cr12钢表面组织和性能进行了研究。结果表明:激光渗硼处理后,Cr12钢渗硼区的显微组织为胞状、枝晶状和共晶组织,主要物相包括α-Fe、FeB、Fe2B、B4C和FeCr。硬度最大值为1 641 HV,出现在次表层。     

电弧等离子体辅助渗氮处理Cr12MoV钢的组织结构及硬度

采用不同温度对Crl2MoV钢进行电弧等离子体辅助渗氮处理.采用X射线衍射(XRD)分析渗氮层的相组成,采用扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜分别观察渗氮样品表面形貌及横截面形貌,利用显微硬度计测试渗氮层的硬度分布.结果表明:实验钢渗氮层的结构由CrN+γ'-Fe4N+ε-Fe3N的化合物层及由含氮马氏体相α-Fe (N)组成,渗氮层的厚度随处理温度的升高而增加.渗氮处理后能明显提高Cr12MoV钢基体的显微硬度.     

冷处理对Cr12MoV钢高压气淬组织和性能的影响

采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜分析了Cr12MoV钢高压气淬后不同工艺处理的组织和形貌,并通过显微硬度计和磨损试验机测定了样品的显微硬度和耐磨性。结果表明:高压淬火后不同处理工艺对Cr12MoV钢组织和性能有较大影响。冷处理可以促使残余奥氏体向马氏体转变,明显提高材料的显微硬度和耐磨性。     

Cr12MoV钢的等离子渗氮的优化

Cr12MoV冷作模具钢的表面改性技术研究一直受到关注。本文采用双辉等离子体渗金属设备研究了等离子渗氮的工艺参数对渗氮层质量的影响。通过优化工艺参数实现了对Cr12MoV钢可靠渗氮,炉压500 Pa、渗氮温度500～550℃和保温4 h,渗层表面显微硬度最高达到1100 HV、渗层深度为0.15 mm。本研究拓展了双辉等离子渗金属设备的应用范围。     

气体催化渗氮对12Cr1MoV钢力学性能的影响

对12Cr1MoV钢进行了气体催化渗氮表面改性处理,通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了渗氮层组织和物相,利用显微硬度计和摩擦磨损试验机评价了其力学性能。结果表明:采用气体催化渗氮处理后的样件表面形成了13μm厚的ε-Fe_(2-3)N化合物层以及约900μm扩散层;化合物层表面显微压痕无开裂现象,拉伸试验时化合物层无崩落现象,这表明气体催化渗氮改善了化合物层的强韧性;渗氮后12Cr1MoV钢的强度提高,其屈服强度为460 MPa,抗拉强度为550 MPa,伸长率约为10.9%。摩擦磨损试验表明12Cr1MoV催化气体渗氮后具有较好的耐磨性。     

Cr12MoV钢真空热处理组织和性能研究

采用固溶双细化处理对Cr12MoV钢进行预备热处理,而后分别进行真空热处理和普通热处理,对其硬度、冲击韧度、抗弯强度、耐磨性进行测定,并观察其显微组织和断口形貌。结果表明:由于组织中碳化物以粒状均匀地分布于基体中,Cr12MoV钢经真空热处理后,材料的冲击韧度、抗弯强度、耐磨性均高于普通热处理。其冲击韧度、抗弯强度分别达到8.347 J.cm-2和1732.6 MPa,相对于普通热处理,分别提高57.6%和16.9%。     

热处理工艺对12Cr1MoV钢组织性能的影响

通过常规力学性能测试设备、光学显微镜研究了不同热处理工艺对12Cr1MoV钢性能和组织的影响。结果表明:随着正火温度提高,12Cr1MoV钢的抗拉强度和屈服强度变化不大,而冲击韧性有较大增加;随着回火温度提高,经910℃和930℃两种正火温度处理,12Cr1MoV钢的强度和韧性变化不大。12Cr1MoV钢在热轧态、正火态及正火+回火态的组织均为铁素体+珠光体,经910℃正火+680℃回火处理后,钢中的铁素体晶粒度比930℃正火+680℃回火处理后更细小且分布更均匀,性能与前者基本相同。因此,可以选取910℃正火+680℃回火作为12Cr1MoV钢的热处理工艺,从而降低钢板生产的成本。     

激光淬火对调质预处理Cr12MoV钢组织及性能的影响

为改善Cr12MoV钢的表面组织并提高硬度,采用不同的工艺参数对调质预处理的Cr12MoV钢进行表面激光淬火,并对其显微组织、淬硬层深度以及硬度进行表征.结果表明:当激光功率为1 000 W,淬火速度为4 mm/s时,Cr12MoV钢表面有效淬硬层约为0.6 mm,表面硬度相对于调质预处理态提高了47.8％,为66.5 HRC.     

激光淬火对调质预处理Cr12MoV钢组织及性能的影响

为改善Cr12MoV钢的表面组织并提高硬度,采用不同的工艺参数对调质预处理的Cr12MoV钢进行表面激光淬火,并对其显微组织、淬硬层深度以及硬度进行表征。结果表明:当激光功率为1 000 W,淬火速度为4 mm/s时,Cr12MoV钢表面有效淬硬层约为0.6 mm,表面硬度相对于调质预处理态提高了47.8%,为66.5 HRC。     

稀土对Cr12MoV钢渗硼层组织和性能的影响

研究了稀土对Cr12MoV锕渗硼层组织和性能的影响，片对影响机理进行了韧步探讨。结果表明．硼-稀士共渗层的组织、显微硬度、脆性、耐磨性比单一渗硼明显改善．尤其是耐磨性显著提高，     

热处理时间对12Cr1MoV钢微观组织和性能的影响

用SEM、金相分析及力学性能测试研究了12Cr1MoV钢在550℃保温不同时间后的微观组织和性能。结果表明:随保温时间的延长,12Cr1MoV钢的抗拉强度逐渐升高;屈服强度、伸长率、断面收缩率和冲击韧度均先降低后升高,在保温600 h时达到最低值,钢材脆性最大,其显微组织由回火马氏体转变为低碳板条束贝氏体。12Cr1MoV的断裂特性由保温前的韧性断裂转变为脆性断裂,而保温600 h后又恢复为韧性断裂。     

深冷处理对Cr12MoV钢力学性能的影响

对经不同深冷处理后的Cr12MoV钢进行了力学性能检测和摩擦磨损试验。试验结果表明,深冷处理可以明显提高Cr12MoV钢的硬度,最高增量达到228 HV0.2。深冷处理可减少Cr12MoV钢的残留奥氏体并提高其耐磨性,经深冷处理3×1 h＋180℃×1.5 h回火处理后,耐磨性提高最为显著,其磨损失重率下降37.1%;而残留奥氏体量则由未冷处理的34.36%降至2.58%,降幅达92.5%。     

激光功率对Cr12MoV钢激光淬火强化的影响

主要研究了不同激光功率对Cr12MoV钢进行激光表面淬火,分析了不同激光功率对Cr12MoV钢淬火层、显微硬度及淬火层的显微组织的影响。通过研究表明,在扫描速度V=480 mm/min,光斑尺寸1mm×15 mm不变的情况下,激光功率P=2 100 W是本试验的最佳输出功率,在此参数下所得的表层硬度可达58.9 HRC,淬火层厚度大约为0.4⁰.5 mm。     

焊后热处理对12Cr1MoV钢焊缝组织和性能影响

采用D856-10焊条对12Cr1MoV钢进行焊接,通过金相观察、冲击试验和扫描电镜分析,研究了焊后直接空冷及焊后不同回火保温时间对12Cr1MoV钢焊缝显微组织、冲击韧性和断口形貌的影响。结果表明:焊后空冷条件下,焊缝主要为粗大的片状马氏体,脆性较高,缺口冲击韧性最低,为18 J,断面出现大面积的扩展区,且呈放射花样,断口韧窝较浅,表现为典型的解理断裂。焊后随着回火保温时间的延长,焊缝逐渐转变为细小的板条状回火马氏体及粒状回火索氏体,焊缝缺口冲击韧性明显改善,同时焊缝断面出现部分纤维区和剪切唇。当焊后热处理条件为750℃×6 h时,焊缝主要为分布均匀的粒状回火索氏体,韧性较高,为45 J,断面的断裂韧窝数量较多,表现为准解理断裂。