渗碳齿轮钢18CrNiMo7-6的疲劳性能及其影响因素

以18CrNiMo7-6齿轮钢为研究用基础钢,在传统真空脱气冶炼方式基础上,采用Nb微合金化和电渣重熔冶炼相结合获得一种对比试验钢,通过旋转弯曲疲劳试验表征了两种试验钢的疲劳性能,并利用显微组织、硬度分布、疲劳断口表征以及夹杂物分析等手段,探究了两种试验齿轮钢疲劳性能的影响因素。结果表明,采用电渣重熔方法冶炼并Nb微合金化的试验钢的疲劳极限较基础钢提高90 MPa,且相同载荷下寿命显著提高,渗碳层晶粒度由基础钢的7.5级细化至9级,而残留奥氏体含量的增加导致其表面硬度降低。通过Aspex夹杂物表征发现试验钢中夹杂物数量较基础钢大幅度降低,且硬质氧化物夹杂较少,与断口表征结果相一致。综合分析可知,晶粒细化和非金属夹杂物水平下降是提升试验钢疲劳性能的主要因素。     

钙处理齿轮钢中氧硫复合夹杂物的热变形能力

采用金相分析、扫描电镜和能谱仪等分析手段,研究了钙处理加硫的DIN18CrNiMo7-6齿轮钢中氧硫复合夹杂物的形貌、成分和热变形行为.结果表明:外围硫化物的钙抑制了氧硫复合夹杂物的变形,当外围硫化物的钙原子分数约为5.0%时抑制作用达到饱和;高熔点核心氧化物的面积分数增加,复合夹杂物的变形能力降低,而低熔点核心氧化物对复合夹杂物变形能力的影响不明显.     

微合金化对渗碳齿轮钢热处理畸变的影响

利用C形缺口试样,研究Nb-B微合金化齿轮钢的渗碳热处理畸变。结果表明,由于细小的Nb（C,N）析出相在奥氏体晶界起钉扎作用,Nb-B微合金化渗碳齿轮钢的原奥氏体晶粒平均尺寸明显细于20CrMoH钢和22CrMoH钢。微量B使20CrMoH钢和22CrMoH钢的淬透性提高,理想淬透直径DI值增大,渗碳淬火畸变率增加;Nb微合金化细化晶粒,细晶粒齿轮钢的渗碳淬火畸变相对较小;Nb-B微合金化可实现淬透性提高而渗碳淬火畸变不显著增加。     

S含量对18CrNiMo7-6齿轮钢中夹杂物和疲劳性能的影响

以w[S]为0.002%（低S含量）和0.022%（高S含量）的两种18CrNiMo7-6齿轮钢为研究对象,参照齿轮热处理工艺获得伪渗碳试样,并对其力学性能、显微组织、疲劳性能和夹杂物分布进行了分析表征。结果表明,两种齿轮钢的强度基本相当,而高S含量试验钢具有更好的塑性和低温冲击韧性,并且其疲劳极限、疲劳寿命均优于低S含量试验钢,疲强比由0.445提高到0.479。S含量显著影响钢中的夹杂物分布情况：低S含量试验钢中夹杂物以MnS-Oxide为主,数量较少,同时尺寸更大;而高S含量试验钢夹杂物以CaS-MnS-Oxide复合型夹杂物为主,数量提高1倍以上,但尺寸更为细小。高S含量试验钢采用Ca处理工艺对夹杂物进行改性,夹杂物尺寸明显细化,有利于钢的塑韧性提升,并改善疲劳性能。     

SAE8620H齿轮钢的淬透性及其预测模型

利用理想临界直径、非线性方程和硬度分布函数等方法,对SAE8620H齿轮钢的淬透性进行了计算,并与实测结果进行了对比分析。结果发现,试验钢淬透性较低,距淬火端3～9mm范围内硬度变化达到3 HRC/mm。采用理想临界直径预测模型和非线性方程预测模型计算J9和J15点硬度与实测结果偏差不到2 HRC,但J5点硬度偏差超过2 HRC;采用硬度分布函数预测模型计算J9和J15点硬度误差分别达到6.1 HRC和3.8 HRC,经修正后的硬度分布函数预测模型在J5、J9和J15点硬度预测误差均小于2 HRC,可用于SAE8620H齿轮钢淬透性预测。     

钛对高强度钢耐延迟断裂性能的影响

在42CrMo钢中加入不同含量的微合金元素钛，研究了钛对高强度钢耐延迟断裂性能的影响。试验结果表明，钢中添加适量的钛能够改变高强度钢的耐延迟断裂性能，这种影响主要来自于析出物TiC的氢陷阱作用和晶粒细化作用。     

二次回火对50CrNi9MoV钢组织和力学性能的影响

利用SEM、TEM、XRD、MTS等仪器,研究了在相同的温度下一次回火与二次回火后50Cr Ni9Mo V试验钢组织与力学性能的变化。结果表明,50Cr Ni9Mo V钢在相同的温度下二次回火后的硬度、规定塑性延伸强度R_(p0.2)、伸长率A、断面收缩率Z、冲击性能、断裂韧性K_(IC)比一次回火后的高,而抗拉强度的变化则相反。50Cr Ni9Mo V钢在550℃一次回火后的残留奥氏体含量为6.21%,经550℃两次回火后的残留奥氏体含量为4.18%;在550℃一次回火后的R_m为1918 MPa,R_(p0.2)为1013 MPa,屈强比为0.53;在550℃两次回火后的R_m为1710 MPa,R_(p0.2)为1177 MPa,屈强比为0.69。可知,50Cr Ni9Mo V钢经二次回火能够降低残留奥氏体的含量,提高材料的屈强比,保证了材料在服役时的安全性。     

30CrMoTi钢的组织遗传及晶粒细化

通过Gleeble-3800热模拟试验机,以中低碳马氏体钢30CrMoTi为研究对象,研究了奥氏体化温度、变形温度、加热速率对试验钢组织遗传的影响及晶粒细化的作用的机制。结果表明:试验钢奥氏体晶粒粗化温度约为1150℃。原始试样晶粒随着奥氏体化温度升高逐渐粗大;经不同温度变形后,晶粒均有不同程度的细化,并随着奥氏体化温度的升高,晶粒度呈先增大后减小的变化趋势。经200、1000℃/min再加热淬火后,晶粒得到不同程度的细化,且整体而言200℃/min加热效果更好。     

激光熔覆Co基合金 W工艺与组织结构特征研究

利用 2kW的CO2 激光器在Q2 35钢表面熔覆Co基合金 W混合粉末 ,能够获得外观质量良好的熔覆层。激光熔覆所需最小比能随W含量的增加而增大。熔覆层的组织由γ′ Co枝状晶及枝晶间γ′ Co和M7C3共晶组成 ,没有发现W颗粒。分析结果表明 ,W颗粒在Co基合金熔体中溶解 ,并在Co基合金凝固后固溶于γ′ Co。由于W溶解反应过程需要吸热 ,因而使激光熔覆所需能量增加。     

低碳齿轮钢18CrNiMo7-6奥氏体晶粒度长大规律

利用金相实验法研究了低碳齿轮钢18CrNiMo7-6在不同加热条件下奥氏体晶粒的长大行为,建立了Arrhenius奥氏体晶粒长大模型,并利用时间指数对模型进行了优化.结果表明:在1173～1373 K范围内,奥氏体晶粒平均尺寸随着温度的升高及时间的延长而增大,并且对温度的敏感性高于对时间的敏感性,显著粗化温度为1273 K;建立了Arrhenius奥氏体晶粒长大模型D=2.223×106exp[-132086/(RT)]tn,其中激活能Q=132.086 kJ/mol;时间指数n随温度的变化近似服从S型函数,并建立了相关的数学方程式n=0.0775+0.2317/(1+10(1326.73-T)×0.0235),用该方程式对考虑合金元素的Arrhenius方程中的时间指数进行了优化,将优化后由该模型得到的奥氏体晶粒平均尺寸的计算值与实测值进行了对比,结果显示其吻合性较未优化前的模型更好.