铝氮比对轿车用渗碳钢晶粒混晶的影响

在转炉长流程生产工艺条件下,研究了铝含量、氮含量和铝氮比对轿车用20Mn Cr5渗碳钢晶粒度混晶的影响。结果表明,在规定的热处理工艺条件下,20Mn Cr5渗碳齿轮钢产生混晶的主要原因是钢中氮含量偏低。当20Mn Cr5钢中铝含量≥0.025%且铝氮比≥3时,可以达到轿车渗碳钢对奥氏体晶粒度的要求。     

高温渗碳齿轮钢铝氮含量对奥氏体尺寸的影响

轨道交通用高端齿轮钢往往要求长时间高温渗碳处理以提高其表面硬度与耐磨性,利用合适的铝、氮含量实现AlN粒子对奥氏体晶界的有效钉扎对保证齿轮的晶粒度、力学性能与尺寸精度至关重要。在通常的渗碳温度下,AlN已经发生了部分固溶,为了保证高温渗碳后奥氏体晶粒细小,齿轮钢中的酸溶铝质量分数一般需要保持在0.02%～0.055%以保证析出足量细小的AlN第二相粒子来钉扎晶界,且氮质量分数要求为0.01%～0.016%。这一元素含量范围较广,因此有必要研究钢在高温渗碳时所需要的恰当铝氮积与铝氮比,也就是钢中w(Al)与w(N)的乘积和比值的取值范围,还需要研究AlN粒子对于奥氏体的钉扎作用。针对不同含铝含氮轨道交通用齿轮钢进行了伪渗碳试验与AlN第二相粒子Ostwald熟化和Gladman钉扎模型计算研究,揭示了奥氏体晶粒不均匀性因子Z与加热温度T的定量关系式。研究了含铝含氮齿轮钢高温保温过程奥氏体晶粒半径R_A的变化规律,以及不同铝氮积和铝氮比对奥氏体晶粒生长的影响。结果表明,加热温度T在1 173～1 273 K范围内,此类微合金高强钢的奥氏体晶粒长大不均匀性因子服从线性规律...     

氮化合金增氮法在齿轮用钢生产中的工艺实践

多数高端轿车齿轮用钢须控制一定的铝、氮含量,以保证其均匀的晶粒度和稳定的使用性能。氮的加入一般是在真空处理结束后,通过喂入氮化合金线的方式来实现,但这样的工艺将不可避免的对钢水造成污染。探讨了在出钢过程加入氮化合金料的方法来控制钢液中的氮含量。实施后,满足了高端轿车齿轮用渗碳钢的氮含量要求。     

150tLF炉冶炼热轧带肋钢吹氮控氮的探究

150tLF炉钢包吹氮配加含钛合金控氮生产HRB400E试验表明,能实现增加钢中氮含量,金相分析可以观察铁素体晶粒及晶界中有细小析出物,有效发挥微合金化元素的作用。在保证产品成分和钢材力学性能合格条件下,降低生产成本提供了依据,为后续开始稳定增氮控氮研究奠定了基础。     

含Nb-Ti低碳钢的析出与细晶强化效应研究

采用控轧控冷(TMCP)工艺制备的0.013%Nb-0.013%Ti钢和C-Mn钢性能对比显示,添加微量Nb-Ti明显提高了钢的强度和冲击韧性,原因是微量Nb-Ti细化了铁素体晶粒并得到更高体积分数的弥散分布(Nb,Ti)(C,N)析出颗粒。用Hall-Petch晶粒尺寸强化和Ashby-Orowan弥散强化模型计算铁素体晶粒尺寸、析出颗粒尺寸和体积分数等微观组织变量对强度的量化贡献,结果表明,Nb-Ti钢的主要强化机理为细晶强化和弥散强化,而降低韧脆转变温度的主要机理是晶粒细化和微合金碳氮化物析出降低了钢中的自由氮含量。     

18CrNiMo7-6钢晶粒度的研究

通过不同氮含量、原始状态和热处理制度的18CrNiMo7—6钢950℃保温50h晶粒度试验研究表明：锻材经1160℃正火处理。950℃保温时AlN充分析出,抑制晶粒长大作用明显,保温50h晶粒没有异常长大,完全可以满足渗碳齿轮用钢对晶粒度的要求。     

汽车用齿轮钢奥氏体晶粒长大与第二相粒子控制技术研究进展

伴随着全球双碳政策的实施,节能减排成为汽车制造业发展的首要目标之一.汽车用齿轮钢采用的更高温度结合更短时间的渗碳工艺是目前各齿轮生产企业最为直接的降碳措施,但齿轮钢在高温渗碳生产过程中却时常发生奥氏体晶粒异常粗大的问题,且渗碳温度越高混晶现象越严重.因此,各企业对齿轮钢进行微合金化,通过添加微合金元素在加热过程中析出第二相粒子产生钉扎作用来阻碍奥氏体晶粒异常长大,从而需要对复杂的齿轮钢奥氏体晶粒长大与第二相粒子析出机制进行研究.通过对奥氏体晶粒度、奥氏体晶粒长大机制及模型、第二相粒子(Nb(C,N)/AlN)对奥氏体晶界移动的钉扎作用及模型、以及加热温度与保温时间对奥氏体晶粒长大和第二相粒子钉扎作用的影响等进行了文献综述,阐明了奥氏体晶粒长大规律、第二相粒子的控制方法与抑制奥氏体晶粒长大的钉扎机制,为高质量齿轮钢的生产提供参考.     

齿轮钢晶粒尺寸对淬透性的影响

以20CrNiMoH齿轮钢为实验对象,研究了齿轮钢不同晶粒尺寸对其淬透性的影响。在同一棒料上截取端淬试样,经925、950、980、1 000和1 050℃等不同奥氏体化温度处理后开展末端淬火实验,结果发现经不同奥氏体化温度处理的试样淬透性能差距较大。进一步研究发现,20CrNiMoH齿轮钢试样淬透性能的不一致主要源自于不同试样晶粒尺寸的差别。20CrNiMoH齿轮钢试样经不同奥氏体化温度处理后,晶粒尺寸和长大趋势不同,晶粒尺寸长大会推迟过冷奥氏体相变发生,从而保持奥氏体的稳定性,提高齿轮钢的淬透性。此外还定量研究了20CrNiMoH齿轮钢晶粒度等级同淬透性硬度的关系,发现20CrNiMoH钢晶粒度级别提高1级,J5、J9和J15处端淬硬度值分别下降约1.9HRC、4.0HRC和1.3HRC,J9处端淬硬度受晶粒度的影响最为显著。     

微合金化渗碳齿轮钢的研究进展

通过添加Al、Nb、Tj、N和B等微合金化元素可细化渗碳齿轮钢的晶粒,提高切削性能和钢的疲劳性能;同时通过添加Nb、Ti等元素,可缩短渗碳时间,精简工序,降低成本。介绍了微合金化冷锻齿轮钢,高温渗碳齿轮钢,高强韧性齿轮钢的钢种、化学成分、生产工艺特点和研究进展。     

炼钢流程钢中氮的溶解及控制技术

 氮作为钢中典型的常存元素,其含量对钢产品性能有重要影响。炼钢生产过程中,由于钢液裸露容易导致增氮,或者钢液成分不同、操作不当等使含氮合金中氮的收得率不稳定等,这些因素都会使钢液中的氮含量产生明显波动,导致成品钢材性能不稳定。因此,氮的精准控制已成为控氮钢种或含氮钢种生产中的关键问题,分析了钢中氮的来源,阐释了钢液氮溶解热力学和动力学,综述了炼钢生产流程中钢液氮变化、控氮研究现状及技术措施等,提出炼钢流程中钢液氮精准控制发展方向。