AISI 4140钢水-空循环控时淬火新工艺

重点研究AISI4140钢的淬火温度、防止开裂和水-空循环时间等热处理工艺.通过多次实验确定了最佳的热处理工艺参数,实现了AISI4140钢强度及韧性的良好匹配.     

大型锻件水空交替淬火过程的数值模拟

建立了33N iCrMoV14-5钢淬火过程温度-组织-应力耦合的数学模型,用自主有限元软件模拟了淬火过程中锻件温度场、组织场、应力场的演化过程,对不同的淬火工艺进行了比较。模拟结果表明水冷-空冷交替的淬火工艺可改善锻件表面附近的淬火应力状态,同时获得足够的心部冷速。对锻件内部应力场的计算表明水空交替淬火中,相变对应力场变化的影响大于热应力。     

数字化控时淬火冷却工艺及设备的研究与应用

针对工程中遇到的中碳合金钢件淬火油冷力学性能低和水冷开裂的问题,提出了预冷与水.空气交替控时淬火冷却的工艺方法.该方法的核心是通过计算机模拟确定工艺,并在计算机控制下的淬火冷却设备上实现.该方法在塑料模具钢锻坯、长轴类锻件和船用曲轴锻件等产品的调质处理中得到了成功应用,解决了用传统工艺和其它介质难以解决的难题.     

Cr5型模具钢水-空交替控冷数值模拟

针对Cr5型模具钢退火组织合格率低,难以满足标准要求的现实技术难题,基于有限元方法,模拟计算了Cr5型模具钢水空交替冷却过程中的温度场、相变场及应力场,对现有工艺进行了模拟计算,贝氏体体积分数与试验结果较吻合,验证了模型的准确性。最终通过多方案模拟计算得到了最优热处理工艺,水空交替控冷后无贝氏体组织,经生产试验验证新工艺实现了产品组织100%合格。     

经新型Q-P-T工艺处理后Q235钢的组织与性能

研究了最低屈服强度为235 MPa的Q235钢经新型淬火-分配-回火(Q-P-T)工艺处理后的力学性能和焊接性能.结果表明,经Q-P-T处理后的Q235钢(QPT235钢)强度得到了大幅度的提升:屈服强度和抗拉强度分别达到435和615 MPa.采用相同焊料和焊接工艺,QPT235钢焊接接头的力学性能比Q235钢显著提高,前者的抗拉强度约为532 MPa,延伸率约为16.7%,而后者的抗拉强度约为414 MPa,延伸率约为12.4%.显微组织观察揭示了QPT235钢性能改善的原因:QPT235钢焊接热影响区中铁素体晶粒和珠光体层片显著细化,并避免了魏氏组织的大量出现;在QPT235钢的母材和热影响区中均存在硬相马氏体、贝氏体和软相残留奥氏体的复合组织,取代了Q235钢中部分的铁素体和珠光体.     

U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25％WC涂层工艺参数优化的研究

目的研究U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25%WC涂层的最佳工艺参数。方法首先通过单道单因素试验初步选取激光功率、送粉量、扫描速度和光斑直径4个工艺参数,然后进行4因素3水平的单道正交试验,以熔覆层的宽度、高度和稀释率作为判断熔覆层质量的指标,做极差分析,最后得到最优工艺参数并分析了熔覆层的显微硬度及显微组织。结果单道单因素试验及单道正交试验得到的工艺参数均为:激光功率1500 W,送粉量4 g/min,扫描速度6 mm/s,光斑直径2.2 mm。通过单道正交试验极差表分析发现,工艺参数对质量指标的影响程度不同,对熔覆层宽度的影响为扫描速度送粉量激光功率光斑直径,对熔覆层高度的影响为送粉量扫描速度光斑直径激光功率,对熔覆层稀释率的影响为送粉量光斑直径扫描速度激光功率,对比发现送粉量是熔覆层的最大影响因子。熔覆层的显微硬度最高可达到1170HV,是基体的3.7倍。结论在U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25%WC涂层,可以制备出光滑且紧密结合的熔覆层,且表面硬度明显提高。     

残留奥氏体含量对20SiMn2MoV钢强韧性的影响

采用新型Q-P-T(淬火-碳分配-回火)工艺对20Si Mn2Mo V钢进行热处理,通过改变淬火介质温度(QT)和碳分配+回火时间(PT+TT),改变其组织,旨在提高钢的强韧性。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试等手段,研究了新型Q-P-T工艺对20Si Mn2Mo V钢、微观组织及其对力学性能的影响。结果表明,20Si Mn2Mo V钢经Q-P-T工艺处理获得了板条马氏体+含量较多的残留奥氏体,残留奥氏体含量为8%~11%;试样拉断后,测量试样中残留奥氏体的体积分数变化,显示了残留奥氏体量明显减少。通过对比应力-应变曲线发现,在缩颈前试样曲线斜率发生了明显变化,因此,20Si Mn2Mo V钢在拉伸过程中表现出明显的相变诱发塑性(TRIP)效应;淬火介质温度为110℃,碳分配90 s时,钢的抗拉强度为1331MPa,伸长率达23.0%,强塑积为30613MPa·%,具有优良的强韧性匹配,强韧性得到提高。     

淬火工艺对U75V重轨钢组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、硬度计、冲击试验机、万能拉伸试验机研究了U75V重轨钢轧态及淬火冷速为3 ℃/s和5 ℃/s条件下的微观组织、力学性能及断口形貌。结果表明:随着淬火冷速的增加,U75V钢的晶粒逐渐细化,珠光体片层间距减小,其中,轧态U75V钢的晶粒和片层间距最大,而5 ℃/s淬火冷速的U75V钢晶粒和片层间距最小;随着淬火冷速的增加,U75V钢的冲击吸收能量、硬度等综合力学性能增加。其中,轧态U75V钢轨的冲击吸收能量、硬度及抗拉强度最小,而5 ℃/s淬火冷速的U75V钢冲击吸收能量、硬度最优且抗拉强度较好。     

强烈淬火对20CrMnTi钢组织与性能的影响

对20CrMnTi钢进行了强烈淬火试验,研究了强烈淬火工艺对20CrMnTi钢试样的组织和力学性能的影响.试验结果表明,分别用CaCl2水溶液、液氮淬火和CaCl2水溶液+液氮分级淬火后,试样的组织与力学性能不尽相同,在CaCl2水溶液×1 s+液氮×4 s分级淬火后效果较好,其抗拉强度达1 521 MPa,冲击韧度达1 392.66 kJ/m2,较传统的渗碳淬火处理后有较大的提高.     

U71Mn钢钢轨轨端热处理工艺改进

对钢轨轨端采用加热空冷、加热风冷、淬火 回火3种不同的工艺进行热处理,并对处理后钢轨踏面的组织、性能进行对比分析。结果表明,钢轨轨端采用加热风冷的热处理工艺是可行的,用该工艺处理后钢轨轨端的组织、性能能够满足标准要求。     

U76CrRE重轨钢热处理工艺优化及力学性能分析

通过在连续冷却的在线热处理工艺基础上进行工艺优化,研究了等温处理工艺对U76CrRE重轨钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,相变前的冷却速度、等温温度和等温时间共同影响U76CrRE重轨钢的组织和力学性能。在相变前8 ℃/s的最佳冷却速度下,等温温度越低、等温时间越短,获得的珠光体越细小;U76CrRE重轨钢的抗拉强度随着等温温度的降低、等温时间的缩短而增大;560 ℃×30 s等温处理是U76CrRE重轨钢的最优热处理工艺,其综合力学性能最好,抗拉强度为1370 MPa,硬度为390 HBS,断后伸长率为9.33%,断面收缩率为41.32%,冲击吸收能量为4.4 J。     

Q&P工艺对20Si2Mn钢组织和力学性能的影响

对经不同QP工艺处理后的20Si2Mn钢静拉伸性能进行研究。结果表明,QP处理过程中,随着淬火终点温度的升高,试验钢的抗拉强度逐渐降低,伸长率逐渐升高且普遍高于10%;随着配分时间的延长,试验钢的抗拉强度随之降低,但伸长率随之升高,最高达到16.8%。在TA=900℃、TQ=270℃、TP=400℃、tP=300 s的条件下,其显微组织组成相为减碳马氏体、富碳的残留奥氏体时最终获得了21 430 MPa·%的最高强塑积。     

动态感应加热消除轨面堆焊热影响区马氏体组织

采用动态感应加热的方法消除了U71Mn钢轨轨面堆焊后热影响区的马氏体组织.通过光学显微组织分析和显微硬度测试对马氏体组织的消除效果进行了识别.结果表明,U71Mn钢轨在冷焊的工艺下,热影响区内会产生裂纹,显微组织为马氏体组织.随着预热和后热温度的提高,马氏体组织的消除效果越加明显.当预热温度为320℃,后热温度为550℃时可以完全避免热影响区内马氏体组织的形成,生成比母材珠光体晶粒细小的索氏体组织,热影响区的硬度分布均匀.     

齿轮轴用45钢亚温淬火与力学性能

为优化减速器精小设计,提高齿轮轴的综合力学性能,对减速器齿轮轴用45钢进行了亚温淬火试验,并探讨了在亚温淬火条件下,未溶铁素体的作用。结果表明,在790℃左右淬火时,45钢强度和硬度达到最大值;随回火温度升高,韧性逐渐增强。发现在500℃回火条件下,强度在较高水平同时,韧性随亚温淬火温度降低而提高的现象。     

不同冷却方式对20Mn2SiVB钢组织和性能的影响

对20Mn2SiVB钢在两相区不同温度加热后经不同的冷却方式进行处理,并研究了该钢的组织和性能。结果表明,该钢在冷却过程中组织均为未溶的先共析铁素体、从奥氏体中析出的共析铁素体、少量的无碳化物贝氏体、粒状贝氏体和马氏体。拉伸试验表明,20Mn2SiVB钢在800℃奥氏体化后经风冷可取得最佳的力学性能。     

热处理对ZG30Si2Mn3REB钢组织和性能的影响

以硅、锰为主要合金元素,稀土、硼为辅助元素,开发了高强度耐磨ZG30Si2Mn3REB钢.测试了该钢的临界点和连续冷却转变(CCT)曲线,研究分析了淬火温度和淬火预处理方式及回火温度对其组织和力学性能的影响.结果表明,淬火温度低于900 ℃时,随淬火温度升高,钢的硬度和强度升高;而淬火温度超过900 ℃时,随着淬火温度升高,硬度和强度降低,韧性增加;淬火温度超过940 ℃后,韧性有所下降.淬火前经珠光体化预处理后,可以明显细化淬火组织,提高铸钢的韧性.随着回火温度升高,钢的硬度缓慢下降,而韧性提高,超过400 ℃出现回火脆性,韧性明显下降.经750 ℃×2 h珠光体化预处理和880～920 ℃淬火,250～350 ℃回火后,ZG30Si2Mn3REB钢具有高硬度、高强度和优良的韧性.