70Si3Mn钢中无碳化物贝氏体组织及其性能研究

70Si3Mn钢是传统的弹簧钢,其常规热处理工艺是油淬后中温回火得到屈氏体组织。本文对70Si3Mn钢进行等温淬火处理获得无碳化物贝氏体组织,比较了其经不同温度等温淬火处理后的组织与力学性能,并对其耐磨性进行了研究。结果表明,70Si3Mn钢在Ms以上10~30℃等温可得到无碳化物贝氏体组织,该组织由厚度为160 nm的贝氏体铁素体板条和残余奥氏体薄膜组成,它具有较高的强度和硬度、高的塑性和韧性等优异的综合力学性能,同时具有较好的耐磨性。     

低合金等温淬火复相钢的组织与性能

对Fe-0.4%C-1.20%Si-1.46Mn-1.14Cr实验铸钢进行等温淬火处理,分别利用Olym-pus金相电子显微镜、扫描电子显微镜组织观察分析;测试了实验钢的洛氏硬度和冲击韧性.实验结果表明,所设计的实验铸钢经适当的等温淬火处理后,可获得无碳化物析出的奥氏体-贝氏体组织,该铸钢经200℃,4小时回火仍无碳化物析出.     

热处理参数对中碳低合金铸钢组织与力学性能的影响

研究了奥氏体化温度、等温淬火工艺参数对化学成分(wt%)为0.40%C,1.2%Si,1.1%Mn, 0.9%Cr中碳低合金铸钢力学性能的影响.光学显微组织、冲击韧性测试结果表明,试样在340～380℃范围内经等温淬火处理后,可以获得无碳化物析出的奥氏体-贝氏体组织,且随着等温淬火温度的升高,贝氏体形貌由板条状下贝氏体逐渐向上贝氏体转变,试样的硬度达到HRC44,冲击韧性ak≥120J/cm2.     

淬火介质对耐磨铸钢组织和性能的影响

分别研究了以水和机油作为淬火介质的42CrMo钢和双相耐磨钢淬火+回火后的显微组织和性能.确定了双相耐磨钢和42CrMo钢的最佳热处理工艺及性能.结果表明:双相耐磨钢经水淬和油淬回火后的显微组织均为板条马氏体+针状贝氏体+碳化物;42CrMo钢经水淬和油淬回火后的显微组织分别为回火马氏体+残余奥氏体和回火马氏体+铁素体+贝氏体.经过480h的低应力磨料磨损实验发现,水淬+280℃回火处理的42CrMo钢耐磨性能最好,其相对耐磨性可达高锰钢的1.558倍.     

SiMnCr系高强度钢组织转变研究

对SiMnCr试验用钢，分别进行了淬火、等温淬火和空冷处理，并分别利用金相显微镜，扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行了显微组织观察，测定了CCT曲线，淬火态下获得板条马氏体和其间的残余奥氏体薄膜组织，等温淬火得到贝氏体组织，锻造空冷状态下得到的以板条马氏体为主含贝氏体和少量位于板条间界的残余奥氏体薄膜复合组织，经300℃回火，无渗碳体析出。     

SiMnCr系高强度钢组织转变研究

对SiMnCr试验用钢,分别进行了淬火、等温淬火和空冷处理,并分别利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行了显微组织观察,测定了CCT曲线.淬火态下获得板条马氏体和其间的残余奥氏体薄膜组织,等温淬火得到准贝氏体组织,锻造空冷状态下得到以板条马氏体为主含贝氏体和少量位于板条间界的残余奥氏体薄膜复合组织,经300℃回火,无渗碳体析出.     

热处理工艺对60CrNiMo钢组织与力学性能的影响

研究采用多步低温等温贝氏体转变工艺处理后60CrNiMo钢组织与力学性能,用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜观察60CrNiMo钢相组织,并进行硬度、拉伸和冲击等力学性能测试。结果表明,经淬火+亚温淬火+高温回火处理的60CrNiMo钢可得到细小均匀的二次回火马氏体+铁素体混合组织,其力学性能得到改善;采用三步低温等温贝氏体转变工艺可有效减少材料块状残余奥氏体和细化贝氏体晶粒,从而提高60CrNiMo钢力学性能。     

淬火回火工艺对高碳热磨片显微组织及耐磨性的影响

为了解决热磨片服役过程中出现的磨损失效问题,对高碳热磨片在淬火回火过程中的显微组织变化及耐磨性进行了研究。以高铬高碳铸铁为研究对象,利用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度计、磨损试验机等对经过热处理后的样品进行组织观察和性能测试。实验结果表明：样品原始组织由初生(Cr,Fe)₇C₃、共晶(Cr,Fe)₇C₃、马氏体及奥氏体组成;低温回火时,碳化物变化不明显,基体为回火马氏体+奥氏体;随着回火温度的升高,碳化物逐渐增加,回火马氏体逐渐减少;当温度超过450 ℃时,回火马氏体消失,基体组织转变为铁素体+奥氏体;硬度随回火温度的升高呈现先略微减小、然后增大再减小的趋势,在450 ℃时硬度最高,为63.4HRC;与铸态相比,均匀分布的碳化物耐磨性提高了2.53倍。研究淬火回火工艺对高碳热磨片显微组织及耐磨性的影响,为提高高碳热磨片的耐磨性、延长其使用寿命提供了理论依据。     

轴承钢马氏体等温处理的研究

本文研究了 GCr15轴承铜在马氏体相变开始温度(Ms)以下不同温度进行等温时,淬火钢的相变过程、显微组织和力学性能。GCr15轴承铜在 Ms 温度以下不同温度与不同时间等温淬火后淬火铜的组成相是:变温马氏体、贝氏体、残留奥氏体和未溶碳化物。未观察到等温马氏体组织。未溶碳化物的量不变,变温马氏体的体积比随着等温温度的降低而增大,贝氏体和残留奥氏体的体积比则随等温温度的降低或等温时间的缩短而减少。等温后冷却时形成的变温马氏体的板条尺寸减小并细化了马氏体的领域。力学性能的测定结果表明:与普通淬火钢相比,经220℃马氏体等温淬火钢的强度提高一倍,冲击值提高近五倍,达到强韧性的最佳配合。此外,220℃马氏体等温淬火钢的接触疲劳寿命亦比普通淬火、回火钢有提高。对于力学性能的改善,从显微组织因素作出了解释。     

热处理工艺对Cr12钢显微组织的影响

本文研究了不同热处理工艺对Cr12钢显微组织的影响。试验表明,形变热处理—变温淬火—回火新工艺与锻后空冷—球化退火—淬火—回火常规工艺及锻后空冷—球化退火—等温淬火—回火工艺相比较,其显微组织中碳化物更为更细小、弥散、分布均匀、接近颗粒状;奥氏体晶粒细化;马氏体针和下贝氏体针细小;在强硬的马氏体基体上分布有塑性与韧性较好的少量下贝氏体和适量、细小、均匀分布的残留奥氏体。在硬度、耐磨性与常规热处理的相同情况下,而冲击韧性a_K值及小能量多次冲击破断次数N显著提高。因此,采用新工艺处理的Cr12钢制冲裁模具使用寿命远远超过常规工艺处理的该类模具使用寿命,并已接近世界同类模具的先进水平。     

Development of a new coated electrode with low nickel content for welding ductile iron and its response to austempering

Coated Electrodes with small amounts of nickel were developed for welding ductile iron (DI) and conversion of the same into austempered ductile iron (ADI) after austempering. Among six electrodes, Trials 3 and 4 were selected for establishing crack-free weld deposits via preheating and post-weld heat treatment. Austenitization was performed at 900℃ for 2 h and austempering at 300 or 350℃ for three different holding times to observe the results of austempering with respect to the microstructure, hardness, and austempering kinetics of the samples. The microstructures of the weld deposits showed needle-like bainitic ferrite with small amounts of retained austenite when treated at 300℃ and feathery bainitic ferrite with large amounts of retainedaustenite when treated at 350℃. The electrode labeled with Trial 3 revealed greater austenite contents than that labeled with Trial 4 when treated with a 2 h holding time regardless of the austempering temperature applied. The transformation rate of the bainitic ferrite of Trial 3 was relatively higher than that of Trial 4 and showed a lower rate constant, leading to a higher diffusion rate of carbon in austenite.     

Al-2.15％Mn合金的组织及摩擦学特性

采用搅拌法制备了Al-2.15 ％Mn合金,对其显微组织、强化机制及摩擦磨损性能进行了试验研究.结果表明:Al-2.15％Mn合金的组织为含Alu Mn4和Al6 Mn的α-Al固溶体;合金中Al6Mn的沉淀强化作用使其硬度较纯Al提高了60％;纯Al的冲击断口形貌为塑性断裂,Al-2.15％Mn合金的冲击断口形貌为准解理断裂;纯Al与Al-2.15％Mn合金在湿摩擦下的磨损量均大于干摩擦的磨损量;湿摩擦的腐蚀一机械磨损作用使磨痕为犁沟和蚀坑,干摩擦中磨屑的成片脱落由机械磨损中的黏着磨损引起;在干摩擦与湿摩擦中,纯Al的摩擦因数均大于Al-2.15％Mn合金的摩擦因数,Al-2.15％Mn合金较纯Al表现出更加优良的耐磨性.     

Heat treatment of novel low-carbon multi-alloyed anti-wear marine steel

A low-carbon anti-wear steel,multi-alloyed with Si-Cr-Mn-Al-Ni-Mo-(Nb,RE),was designed for vane pumps of ships. The novel cast steel after various heat treatments was characterized by microstructure observations and mechanical properties measurement in order to achieve an optimal process correlated with good abrasive resistance for a long marine service.Differential scanning calorimetry and hardness analyses deduced a complete austenitizing temperature of 1 000℃,based on the alloying element homogenizati...     

等温温度对超细贝氏体钢组织演变规律的影响

通过热膨胀试验研究实验钢的等温转变动力学,采用盐浴等温淬火工艺制备超细贝氏体组织,利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪定量分析工艺参数对微观组织结构的影响.结果显示:实验钢室温组织由大量超细板条状贝氏体铁素体和板条间分布的薄膜状奥氏体的复相组织构成,210℃等温淬火得到的贝氏体板条间距细化到约60 nm,硬度约为HBW610;实验钢的最终组织特征取决于发生贝氏体转变的等温温度和等温时间,等温温度越低时贝氏体转变完成需要的等温时间越长.     

大耕深旋耕刀的制造工艺及其耐磨性

针对大耕深(耕深大于20cm)旋耕刀表硬心韧的性能要求,提出对旋耕刀"表面渗铬—淬火—中温回火处理"的制造新工艺(简称渗铬热处理工艺),考察了采用该工艺所制旋耕刀的室温干摩擦磨损行为,并与传统制造工艺(整体淬火—低温回火)进行了对比.结果表明:采用渗铬热处理工艺制造的旋耕刀具有典型的表硬心韧组织结构,其表层为高硬度的渗铬层,心部为高抗弯强度和韧性的回火屈氏体;在相同实验条件下,经渗铬热处理后试样的摩擦系数降低,相对磨损率仅为经传统工艺处理后试样的0.408,可较好地满足稻麦两熟作业区大耕深旋耕作业要求.     

不同环境介质中TC4合金微动磨损机理研究

采用SRV-IV微动磨损试验机探究GCr15/TC4合金配副在空气介质和纯水环境中混合滑移状态下的微动磨损特性.使用激光共聚焦显微镜和扫描电镜表征三维形貌、磨损体积、磨损表面形貌,结合摩擦系数曲线和微动图探究在不同环境介质中TC4合金在混合滑移状态下微动磨损机制.结果表明:混合状态下,摩擦系数曲线在3种介质中变化趋势基本一致.干摩擦条件下,25 ℃空气环境中摩擦系数较高而且波动程度较大,磨损体积最大,磨损机制主要为粘着磨损和轻微的氧化磨损;300 ℃大气环境中,摩擦系数和波动程度最小,高温和摩擦热加速了磨粒的氧化形成第三体,揭示了TC4合金具有高温耐磨特性,磨损机制为粘着磨损和氧化磨损.与干摩擦相比,水覆环境中摩擦系数、波动程度以及磨损率介于两者之间,水介质起到润滑和减摩作用,磨损机制为磨粒磨损.     

γ射线辐照尼龙1010的磨擦学特性

用剂量为80kGy及120kGy的γ射线分别对尼龙1010进行辐照改性，以淬火45^#钢为环试样分别与辐照及未辐照的尼龙1010块试样组成摩擦副，在MM-200环-块磨擦试验机上评价它们在干摩擦、水润滑及油润滑条件下的摩擦磨损行为。用光学金相显微镜观察辐照及未辐照样品磨损后的表面形貌。研究结果发现：γ射线辐照提高了PA1010的干摩擦及油润滑耐磨性能，且辐照剂量越大，耐磨性越好。水润滑条件下，在10kg的低栽下，80kGy剂量辐照的样品耐磨性最好，而20kg的高载下，2个剂量辐照后的样品耐磨性都变差了。     

载荷对纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层摩擦磨损性能的影响

用脉冲电沉积技术制备表面平整光亮的纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层.采用XRD、TEM、SEM、EDS等方法研究了纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的微观组织结构、表面形貌和合金成分.研究了干滑动摩擦条件下纳米晶镀层的摩擦磨损性能、磨损后的组织结构和硬度的变化.结果表明：纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的晶体结构为单相面心立方结构.镀层的摩擦系数和磨损量随着摩擦载荷的提高而增大,即镀层的耐磨性随载荷的提高而下降.摩擦磨损使纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层发生晶粒长大,摩擦载荷越大,磨损后镀层的硬度越低.     

回火对非调质SG钢组织和性能的影响

采用低频力学谱仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜并结合JMatPro软件分析了贝氏体型非调质SG钢在350 °C回火后的组织及强韧化机制,分析其内耗与温度的关系曲线中Snoek峰、SKK峰及其微观形貌,探讨了贝氏体中铁素体的碳原子分布及析出行为、粒状贝氏体中岛状马氏体/奥氏体的分解规律.结果表明：未回火SG钢的Snoek峰强度极低,且贝氏体中铁素体的固溶碳原子含量较低;经350 °C回火2 h后,SG钢的屈服强度最高.这是由于析出强化和位错强化共同作用的结果,其中分解出现的弥散碳化物Cr7C3相起到了主要作用.     

悬浮石墨对灰铸铁罐笼衬套的影响

从煤矿竖井提升罐笼衬套的实际服役条件出发，采用普通灰铁、悬浮石墨灰铁、杂铜三种材质试样与钢丝绳具有同样材质对磨付之间互磨损来模拟实际钢丝绳与衬套之间的相对运动，分析衬套耐磨性。并对悬浮石墨铸造灰铁中的石墨形态、基体组织、力学性能及滑动摩擦特性进行分析，研究其磨损机理。研究表明，加0．3％石墨粉进行悬浮铸造，并经退火处理的灰铸铁是一种价格低廉、耐磨性好、与钢丝绳磨损最小的新材质，适合代替杂铜制造的罐笼衬套。