汽车用高强度弹簧钢54SiCrV6和54SiCr6 的超高周疲劳行为

研究了54SiCrV6和54SiCr6两种洁净高强弹簧钢的超高周疲劳行为,并利用FESEM和EPMA对疲劳断口进行了观察．实验结果表明,在高应力幅区,两种弹簧钢的疲劳破坏均起源于表面基体;而在低应力幅长寿命区,疲劳开裂均发生在试样内部．54SiCrV6钢的S-N曲线为典型的台阶式曲线,在10^9循环周次内,其疲劳极限消失;而54SiCr6钢存在疲劳极限．疲劳断口分析表明,54SiCrV6钢内部破坏是由钢中小夹杂物聚集引起的,而在54SiCr6钢中则起源于碳化物的偏聚．临界夹杂物尺寸的估算表明,当高强弹簧钢中的夹杂物尺寸大于临界夹杂物尺寸时,其疲劳极限消失．     

加热温度对热成形中锰钢氢脆敏感性的影响

对0.1C–5Mn中锰钢在不同温度(850、950和1000℃)加热后进行热成形处理,利用电化学预充氢、慢应变速率拉伸及氢渗透实验等研究了加热温度对其氢脆敏感性的影响.结果表明,试验钢在不同温度加热后进行热成形处理,其组织全部为马氏体,同时因自回火而生成一定量的ε-碳化物,且随着加热温度的升高,原奥氏体晶粒尺寸增加,而试验钢的强度和塑性逐渐降低.当加热温度为850℃时获得了较好的强度与塑性配合,强塑积为22 GPa·%.随着加热温度升高,充氢样中的可扩散氢含量明显降低而非可扩散氢含量有所增加,而以相对缺口抗拉强度损失表征的氢脆敏感性指数及有效氢扩散系数呈现先升高后显著降低的变化趋势,当加热温度为1000℃时,氢脆敏感性最低.进一步断口分析表明,试验钢充氢断口起裂区均为沿着原奥氏晶界的沿晶断裂.试验钢的这种氢脆断裂行为主要与热成形中锰钢的强度水平及自回火析出的ε-碳化物有关.与常用的传统热成形钢22MnB5相比,试验钢的氢脆敏感性较高,这主要与其M_s点(马氏体转变开始温度)较低而使得自回火程度较低等有关.     

Q&P工艺处理低碳CrNi3Si2MoV钢中马氏体的研究

通过SEM,TEM,EBSD和纳米硬度等多种手段对经Q&P(quenching and partitioning)工艺处理的低碳CrNi3Si2MoV钢中的马氏体进行了表征,并探讨马氏体在单轴拉伸过程中的作用.研究结果表明:一次马氏体发生了C配分和回火析出现象,容易腐蚀;二次马氏体呈淬火态特征,由1个马氏体领域构成,板条尺寸较小,约为0.1—0.2μm,C含量和纳米硬度均高于一次马氏体,在变形过程中能够协同组织变形,起到强化作用,而氧化物夹杂和大尺寸的析出物是微裂纹产生和扩展的主要原因.     

碳含量对冷作强化非调质钢力学性的影响

采用3种不同碳含量的钒微合金化非调质钢MFT8,在5%～50%的减面率范围内进行冷拔,研究了冷拔前后的力学性能变化.结果表明,随着碳含量的减少,铁素体含量增加,强度和加工硬化率降低,塑性升高,因而变形抗力降低,临界压缩比升高.在保证强度的基础上,降低碳含量有利于改善钢的强韧性和冷加工性能.冷拔减面率达到γc之后,由于鲍辛格效应,试验钢的压缩真应力下降.随着碳含量的降低,压缩真应力降低的幅度变大,且开始下降所需的减面率γc降低.超过γc,由于加工硬化率增大,压缩真应力又重新上升.因此,最佳减面率受碳含量的影响,应该在保证强度的条件下选取鲍辛格效应较大,而加工硬化率没有明显上升的阶段.     

高强度螺栓钢的合金设计和性能

从强韧性、耐延迟断裂性和冷变形性三个方面介绍了高强度螺栓钢的设计思路和前期研究结果，并在此基础上设计出一种1500MPa级的高强度螺栓钢。研究结果表明，新钢种具有微纫的显微组织和良好的强韧性配合，并且其缺口敏感性、冷变形性及耐延迟断裂性能均优于或等同于常用的12．9级高强度螺栓钢42CrMo，这表明新钢种有可能用作14．9级高强度螺栓钢。     

含微量硼的中碳高强度弹簧钢的析出相分析

采用物理化学相分析的方法对含微量硼的中碳弹簧钢在不同热处理制度下的析出相的结构和数量进行了分析.发现在淬火态时,试样中主要为铌、钒的碳、氮化物,其数量基本不随回火温度变化.回火温度为350℃时,马氏体钢中开始出现针状的ε-Fe3C,当回火温度达500℃时,针状的ε-Fe3C向颗粒状M3C型碳化物转化,同时数量大大增加.试验中由于采用将沉淀浸泡洗涤的方式,使痕量的硼相也得到了定量收集.同时探讨了析出相量对该弹簧钢物理性能的影响.发现随着M3C型化合物的增加,其硬度下降明显.另外固溶硼的含量增加,弹簧钢的弹减抗力也显著增加.     

25CrNi3MoV大型锻件用钢冲击性能的研究

对新型大锻件用钢25CrNi3MoV在不同回火温度和冲击试验温度下的组织与冲击性能进行了研究.结果表明,25CrNi3MoV钢在200～600 ℃范围内回火时,随回火温度的升高,屈服强度缓慢下降、冲击吸收功缓慢增大;600 ℃以上回火时,强度急剧下降、冲击功迅速升高.670 ℃回火后,试验钢具有良好的强韧性配合,屈服强度为750 MPa,室温冲击功为92 J,脆性转变温度50% FATT为-90 ℃.     

Very High Cycle Fatigue Fracture Behavior of High Strength Spring Steel

进行超声波疲劳和疲劳裂纹扩展速率实验, 研究了3种60Si2CrVA弹簧钢的超高周疲劳破坏行为.结果表明, 60Si2CrVA弹簧钢的超高周疲劳性能主要与其中夹杂物的尺寸有关,即随着夹杂物尺寸的减小, 钢的疲劳寿命和疲劳强度均逐渐提高.对于内部夹杂物引起的疲劳破坏, 在低应力幅、高循环周次(约大于106 cyc)条件下,在夹杂物周围的鱼眼处往往存在粗糙的粒状区域(GBF). 对于A-60钢,随着疲劳源夹杂物处应力场强度因子幅的减小, 疲劳寿命增加;而GBF处的应力场强度因子幅并不随疲劳寿命变化而变化,基本为一常数(平均值为4.6 MPa×m1/2),与疲劳裂纹扩展门槛值(4.3 MPa×m1/2)接近.     

铁素体-珠光体型非调质钢的高周疲劳破坏行为

研究了三种碳和钒含量不同的铁素体-珠光型非调质钢的高周疲劳破坏行为,并与调质钢进行了对比.结果表明,铁素体-珠光体型非调质钢的高周疲劳性能与其微观组织特征有关.提高铁素体相硬度,其疲劳极限及疲劳极限比均提高,疲劳极限比最高可达0.60,远高于调质钢的0.50;热轧态粗大的网状铁素体-珠光体组织的疲劳性能较差,低于同等强度水平的高温回火马氏体组织。铁素体-珠光体型非调质钢疲劳破坏机制不同于调质钢,其疲劳裂纹基本上萌生于试样表面的铁素体/珠光体边界,并优先沿着铁素体/珠光体边界扩展;对于同等强度水平的调质钢,不存在像铁素体那样的软相,因而易在试样表层粗大的夹杂物处萌生疲劳裂纹.