真空高压气淬300M钢的显微组织与力学性能

对300M钢圆棒进行真空气淬试验,并对其淬透性、显微组织及力学性能进行了测试与分析。在10 bar N2真空高压气淬条件下,能淬透60 mm的300M钢圆棒,气淬后抗拉强度达到2000 MPa,屈服强度1700 MPa,塑韧性指标能达到油淬性能,气淬后的显微组织为均匀的板条马氏体。     

某压力容器焊接附件的真空热处理

某压力容器的本体和附件均采用D406A（30Si2MnCrMoVE）钢制作,但经真空热处理后附件硬度达50HRC左右,难以机加工。为了尝试用其他材料制造该附件,分别用30钢、45钢和30CrMnSiA钢及H10、H08和H18焊丝与D406A钢焊接,研究了焊接试样按D406A钢工艺真空热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,30CrMnSiA钢与D406A钢用H10焊丝焊接的试样经930cC真空加热和2×10^5Pa压力气淬后,硬度为35～40HRC,抗拉强度为1100～1200MPa,无过热组织,达到了要求。     

不同淬火方式对KMN钢组织及力学性能的影响

真空气淬相较于传统热处理工艺具有控温精度高,表面氧化脱碳少等优势,但同时具有冷却速度慢的劣势。本文对KMN钢锻件进行真空加热970℃、淬火(5 bar氮气冷却或油淬)及580℃高温回火。热处理后,检验其力学性能和显微组织。结果表明:经气淬并高温回火的KMN钢力学性能略低于油淬并高温回火,显微组织均以回火索氏体为主。KMN钢经真空气淬或油淬并高温回火后,可以得到类似的力学性能与显微组织。     

热处理对D406A钢异质材料焊接接头组织与性能的影响

基于D406A钢异质材料在焊接过程中出现的裂纹,研究了热处理工艺对D406A钢和20钢异质焊接接头组织和性能的影响。结果表明,不同状态下D406A钢侧焊缝和热影响区组织主要是马氏体;经退火和调质处理后组织趋于均匀,晶粒更细小。焊态及退火态D406A钢侧接头热影响区硬度最高,淬硬倾向相对较大,容易产生裂纹。对接接头抗拉强度呈现“调质态＞焊态＞退火态”的趋势。     

热处理对D406/20钢焊接接头组织与性能的影响

基于D406A钢异质材料在焊接过程中出现的裂纹,研究了热处理工艺对D406A钢和20钢异质焊接接头组织和性能的影响。结果表明,不同状态下D406A钢侧焊缝和热影响区组织主要是马氏体;经退火和调质处理后组织趋于均匀,晶粒更细小。焊态及退火态D406A钢侧接头热影响区硬度最高,淬硬倾向相对较大,容易产生裂纹。对接接头抗拉强度呈现"调质态焊态退火态"的趋势。     

R95钢级油套管用淬火钢性能分析

利用末端淬火试验、力学性能检测及显微组织观察,对29Mn4钢生产的名义壁厚为12 mm的R95钢级油套管性能波动情况进行了分析,并在29Mn4钢基础上优化设计出29Mn5钢。结果表明:29Mn4钢的淬透层深度为6.03 mm,名义壁厚为12 mm的油套管淬火时部分位置淬透深度不足,导致油套管强度及硬度波动较大。在29Mn4钢成分基础上加入约0.2wt%的Mn及适量B,得到淬透层深度为8.12 mm的29Mn5钢。采用29Mn5钢生产的名义壁厚为12 mm的油套管时,淬火组织全部为马氏体,钢管全部淬透,强度及硬度波动小。     

循环加热和淬火对20MnCrNiMo钢组织及性能的影响

对从40 mm厚板坯上切取尺寸为20 mm×40 mm×200 mm的20MnCrNiMo钢试样,分别进行了860℃水淬,860℃水淬再860℃水淬二次淬火,900℃水淬再860℃水淬二次淬火,以及900℃水淬、860℃水淬再860℃水淬三次淬火。经1~3次淬火的试样均于620℃回火。随后,采用光学显微镜、扫描电镜等设备研究了试样的显微组织、断口形貌和力学性能。结果表明,多次淬火可细化钢的晶粒,改善钢的力学性能;三次淬火对组织细化及性能改善的效果好于两次淬火;对于这种钢的两次淬火工艺,初次淬火温度为860℃的工艺能使钢的晶粒更细小,力学性能更优。     

真空气淬压力对马氏体不锈钢硬度的影响

研究真空气淬压力对4种马氏体不锈钢(2Cr13、9Cr18、1Cr17Ni2和0Cr17Ni4Cu4Nb)硬度的影响。结果表明,在1.5、3、5 bar气淬压力下,直径φ30、φ50、φ80 mm的2Cr13钢棒材心部硬度大于45 HRC,表面硬度大于49.5 HRC。提高气淬压力,材料硬度增大。对于直径φ30 mm的2Cr13钢棒材,心部硬度与表面硬度一致;对于直径φ50和φ80 mm的棒材,心部硬度低于表面硬度。直径为φ30、φ50、φ80 mm的9Cr18、1Cr17Ni2、0Cr17Ni4Cu4Nb钢棒材,在1.5、3、5 bar 气淬压力下均淬透,材料心部硬度与表面硬度一致。     

超声波淬火在30CrMnTi钢耳轴热处理中的应用

对30CrMnTi钢耳轴的超声波淬火工艺进行了研究,并对耳轴的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明,耳轴的表面硬度和裂纹形成概率随着超声波涡流压力的升高而增加,而冲击性能和弯曲畸变量随着涡流压力的升高而下降,在3 MPa的涡流压力下,耳轴在20号机械油中的冷却特性接近于水淬,此时耳轴的淬硬层深为24 mm,显微组织是板条状马氏体。     

12Cr2Ni4A钢的高压气淬

高压气淬是一种先进、环保的淬火工艺。对12Cr2Ni4A钢制负拉力油缸分别进行了9×10~5 Pa压力的高压气淬和普通的碱浴等温淬火,然后进行-70℃冷处理和180℃低温回火。热处理后,检测了油缸的显微组织和力学性能,以揭示12Cr2Ni4A钢零件采用高压气淬替代等温淬火的可行性。结果表明:经高压气淬、冷处理和低温回火的12Cr2Ni4A钢油缸的显微组织、硬度及力学性能与经等温淬火、冷处理和低温回火的12Cr2Ni4A钢基本相同,且高压气淬的零件畸变更小,说明对于12Cr2Ni4A钢零件,以高压气淬替代现有的等温淬火是可行的。     

35CrMnSi低合金钢淬火直径与微观组织的关系

对不同直径的35CrMnSi低合金钢棒进行900 ℃油冷淬火+230 ℃回火处理,通过分析钢棒直径与横截面硬度、横截面中心显微组织的关系,探索了35CrMnSi低合金钢油冷淬火临界直径。结果表明,由于贝氏体的存在使淬火马氏体量与硬度的相关性不再符合SAE J406标准提供的对应关系,其中Ø60 mm钢棒马氏体含量仅约40%,但轴线中心硬度接近于按SAE J406标准90%马氏体对应的硬度,轴线中心强度和韧性考核证明符合超高强度钢强韧性要求,可以判定35CrMnSi低合金高强度钢淬火临界直径不小于Ø60 mm;Ø90 mm钢棒轴线中心粒状贝氏体和上贝氏体对硬度影响有限,450 HV10(46 HRC)的硬度远高于SAE J406标准50%马氏体对应的硬度,同样证明若用SAE J406标准淬火马氏体量预测35CrMnSi钢的淬火临界直径远低于实际值。     

压铸模具钢大模块真空高压气淬冷却过程的数值模拟

以尺寸为500 mm×500 mm×500 mm的SDDVA模具钢大模块为研究对象,采用DEFORM建立模块真空气淬冷却过程的数值模型,结合试验研究了大模块在真空气淬炉中不同淬火压力条件下的冷却行为、组织演变及应力演变规律,并从理论角度预测了模块可生产的最大规格。结果表明,大模块心部在0.4、0.6和0.9 MPa压力条件下气淬,均观察到先共析碳化物沿晶析出。为了避免碳化物沿晶析出,从800℃冷却到500℃的冷速应不小于0.25℃/s。0.4 MPa压力条件下气淬过程中,模块最大心表温差最小,约为120℃;大模块心部在0.9 MPa压力条件下淬火所得马氏体含量高于0.4、0.6 MPa压力下淬火,同时,贝氏体含量也更少;模块表面和心部主要表现为热应力和组织应力。SDDVA钢模块在0.4、0.6和0.9 MPa压力条件下真空高压气淬可生产的理论最大厚度分别为280、320和380 mm。     

D406A钢的光纤激光-电弧复合焊接性能

对低合金超高强度钢(D406A)进行了光纤激光-电弧复合焊接,在最佳工艺参数条件下,研究了装配间隙对D406A焊接性能的影响.结果表明,装配间隙的最佳范围为0.6~1.0 mm.另外在最佳工艺条件下,对焊缝形状、焊接接头组织、硬度及力学性能进行了研究.结果表明,焊缝金属可以分为电弧区、激光-电弧复合区及激光区,并且激光区与电弧区相比组织细小;3个区域的硬度分布最高值均出现在热影响区(HAZ);经热处理后,焊接接头力学性能基本与母材相同.     

Dissimilar friction welding of induction surface-hardened steels and thermochemically treated steels

Results on friction welding of surface-hardened steels are analyzed based on experiments using induction-hardened steels as pivotal component, joined with quench-hardened steels and steels thermochemically treated by carburization and nitriding, respectively. Higher axial pressure needs to be applied, in order to fully expunge the hardened layers from the joining plane. A smooth surface for the burr, without cracks, can be obtained for adequate welding parameters and the burr can be subsequently removed without major risks, immediately after the friction welding process ends. For joining an induction hardened C55 steel with a quenched hardened C55 steel, the maximal friction pressure has to be limited to about 200 N/mm², in order to avoid materials separations in the centre of the joint. High axial pressures lead to good mechanical characteristic for friction welding an induction-hardened 34CrNiMo6 steel with a carburized 16MnCr5 steel. Friction welding of an induction-hardened C55 steel with a C45 nitrided steel showed that an increase of the friction upset distance to 6 mm favours the complete expulsion of the nitride debris, with positive effects on the quality and mechanical properties of the joint.     

GCr15钢表面激光淬火的组织与性能

利用HL-1500无氦横流CO2激光加工机对GCr15钢表面进行激光淬火处理。采用SSX-550型扫描电子显微镜(SEM)、XJL-02A立式金相显微镜(OM)、DMH-2LS努氏显微硬度计、ML-10滑动摩擦磨损试验机和ZF-3恒电位仪等设备对不同功率下相变硬化层的显微组织及性能进行研究。结果表明:相变硬化区的组织为细小针状马氏体和少量球状碳化物,过渡区的组织为马氏体、残留奥氏体、铁素体和碳化物;试样的硬化层硬度比基体提高了2.2～3.5倍,当激光功率为1050W时,硬化层深度最大,可达0.7mm,耐磨性比基体提高3倍,耐蚀性也显著提高。     

汽车车门用高强防撞杆在高频淬火加热中的组织转变

研究了国产BR1500HS高强钢制汽车车门防撞杆的高频感应淬火工艺,探究了在不同的进给速度下(70~120 mm/s),防撞杆获得完全淬透组织时的加热电压与进给速度的关系曲线图。结果发现,加热电压随进给速度的降低,淬透所需的加热电压也降低,并以分界线的形式区分是否完全淬透。防撞杆高频感应淬火采用分界线以上30 V的加热电压范围,其力学性完全能满足汽车主机厂的性能要求。     

双程切入磨削表面硬化层的研究

采用缓进给磨削方式和不同的磨削行程对40Cr钢进行了磨削淬硬,对单程和双程磨削表面硬化层的组织与性能进行了比较。结果表明,尽管单程和双程磨削时的原始组织不同,但两者的表面硬化层组织及其变化趋势完全相同。双程磨削淬硬可使表面硬化层深度及其均匀性、显微硬度及耐磨性得到进一步提高;但其最大残余压应力值及应力影响深度有所降低。双程磨削硬化层组织的形成机制同样适用于多程磨削淬硬或淬硬钢的磨削淬硬等场合。     

GCr15钢滚珠丝杠倾斜感应器淬火的质量分析

本文采用倾斜30°感应器的表面感应加热淬火工艺处理了Ф40mm GCr15钢滚珠丝杠。金相观察和显微硬度测量结果表明,滚珠丝杠齿底部位的硬化层硬度及硬化层深度可以满足Ф40mm规格滚珠丝杠的技术要求。因此,Ф40mm规格以下的GCr15钢滚珠丝杠可以采用倾斜感应器的表面感应加热淬火新工艺。