表面强化处理与疲劳性能的关系——从疲劳观点论渗碳等化学热处理

本文研究表面强化处理零件的心部、表层性能与疲劳性能的关系。由结果知:渗碳硬化层较厚、裂纹源易在表层产生的20~#钢780℃淬火的疲劳性能优于900℃淬火;渗碳硬化层较薄、裂纹源易在过渡区产生的15铬钢却是900℃淬火的疲劳性能优于780℃淬火。这清楚地表明;随着裂纹源产生位置的不同,对心部、表层性能及层深的要求也有所不同,因此,透彻地研究心、表性能与疲劳性能的关系,可为评定各种新工艺的合理使用場合及寻求最佳工艺提供重要依据。     

喷丸对渗碳件接触疲劳及裂纹萌生扩展的影响

通过一系列试验表明,渗碳后喷丸可使接触疲劳强度提高,在低接触应力下接触疲劳寿命明显增加。对接触疲劳裂纹萌生。扩展至失效全过程所进行的连续追踪观测发现,裂纹萌生于渗碳过渡区;渗碳喷丸后比未喷丸的裂纹萌生寿命增加,扩展速率减小;由钢丸坑连接而成的浅小裂纹为非扩展裂纹;在喷丸影响区,裂纹扩展不同于未喷丸试件,即主裂纹平行于表面扩展;分叉裂纹发生再次分叉向下扩展,从而使裂纹扩展后期速率减小。     

合金钢齿轮制造过程中磨削裂纹的预防措施

分析了合金钢齿轮磨削裂纹产生的原因,归纳了齿轮渗碳淬火和磨削工艺过程中容易导致磨削裂纹产生的诸多因素,并针对这些因素,提出了解决问题的措施。     

1Cr18Ni9Ti钢热加工过程中的涂层保护

作者以SEM,TEM,EPA等分析为手段,探讨了1Cr18Ni9Ti钢热加工过程中表面出现细微裂纹的原因。结果表明:由于渗硫、渗碳及氧化的共同作用,从而使表面产生细微裂纹,而表面合金元素贫化层是氧化和硫化引起的。作者研制出三种1Cr18Ni9Ti钢加热用的防护涂层,从而有效地防止了渗硫、渗碳、氧化、合金元素的贫化及其裂纹的产生。同时用热力学的观点分析了氧化和渗硫、渗碳之间的相应关系及涂层的防护机理。     

预氧化处理对20CrMo齿轮渗碳工艺的影响

热处理前零件表面的清洁程度对渗碳零件的渗碳层质量影响很大,传统的清洗工艺难以有效清除表面附着的油脂和清洗剂;采用热前预氧化处理,对彻底清除零件表面残留附着物十分有效。优化的预氧化工艺不仅可以有效去除零件表面的残留物,还可以提高零件渗碳层的均匀性,从而极大的提高零件的渗碳质量。     

渗碳淬火钢齿轮磨削裂纹的产生及预防

渗碳淬火钢齿轮在磨削时，易产生裂纹，通过工厂的生产实践，总结了其产生的原因及预防措施。     

浅层渗碳工艺方法研究及应用

薄板零件的浅层渗碳工艺为冲压成形零件提供了可靠的表面强化手段 ,具有独特的优点 ,工件经渗碳后其表面强度和耐磨性大大提高 ,同时由于心部和表面层含碳量不同 ,硬化后的表面获得有利的残余压应力 ,从而可进一步提高渗碳零件的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度 介绍一种浅层渗碳的优化工艺 ,即采用低温、低碳势、渗碳后直接淬火的工艺 与传统的渗碳工艺相比 ,该工艺具有节能、省时 ,并且渗碳零件质量均匀、综合性能高的优点 ,充分发挥了低碳材料的潜力     

浅谈乙烯裂解反应炉管的技术进展

乙烯裂解炉管由于渗碳层与非渗碳层之间存在膨胀系数差异,在交变温度产生的热应力作用下炉管易于产生裂纹,直至断裂,因此对乙烯裂解炉管的质量要求高且需求量特别大。本文就相关的技术及市场的发展情况作一综合分析说明。     

气体渗碳炉气碳势的测量与控制

渗碳零件质量的好坏取决于表面的碳浓度和渗碳深度,而零件表面碳浓度又取决于炉气碳势。分析了零件气体渗碳处理中的炉气碳势测量原理,提出用测氧传感器测量碳势及碳势的自动化控制方法。     

中碳钢的回火态组织对盐水介质中疲劳裂纹扩展的影响

本文以40MnB和45Cr钢为材料,以3.5%NaCl的盐水为介质,在裂纹尖端基本上不存在应力腐蚀且裂纹中可产生腐蚀产物的条件下,试验研究了钢的回火态组织(200℃和500℃)对疲劳裂纹扩展的影响.试验结果表明:中碳钢的回火态组织对在盐水介质中疲劳裂纹的扩展有明显的影响.引起这一影响的主要原因是钢中所含的渗碳体型碳化物的数量,渗碳体型碳化物能构成微电池的阴极,经电极反应在裂纹内可产生腐蚀产物,它能降低腐蚀疲劳裂纹扩展速率.组织中含渗碳体型碳化物越多,该组织的腐蚀疲劳裂纹扩展速率降低就越为显著.所以,改变中碳钢的回火温度,就改变了钢中含这种碳化物的数量,也就改变了腐蚀疲劳裂纹扩展速率.疲劳断口和疲劳裂纹的显微观察表明,在盐水和空气中疲劳裂纹扩展途径基本相同.疲劳裂纹内腐蚀产物的量是控制(da/dN)_s的主要因素.     

渗碳齿轮齿而磨削裂纹的研究

本文直接以20crMnTi 渗碳齿轮为试样,观察了齿面磨裂断口形貌;研究了齿面磨削前后的残余应力,瞬时磨削应力,渗碳热处理工艺及钢的组织对磨裂倾向的影响。认为:①磨裂断口基本上为沿晶界断裂;②高硬度(R_c58-62)齿轮磨削后的齿面上存在着残余压应力,硬度越高,平行磨向的压应力值越大;③磨削裂纹是由磨削过程中冷却期间的瞬时应力造成的;④选择合理的磨削工艺规程可有效的减少磨削应力;改善工件材料的热传导率,减少马氏体中微裂纹,细化碳化物和细化奥氏体晶粒等对减轻磨削开裂有较好效果;⑤在良好磨削条件下,配合以较好的渗碳热处理工艺,可提高磨削生产效率又减少磨削裂纹。     

常见形状零件气体渗碳工艺的计算机模拟技术研究

基于平板形状零件的气体渗碳数学模型对其他常见形状零件—圆柱体、圆环体和实心球体的渗碳工艺的计算机模拟结果与渗碳实测值存在误差,通过修正模型以减少计算机模拟值与渗碳实测值之间的误差。提高模拟精度,使修正后的数学模型具有更好的适用性。     

直流电位降裂纹测深仪的数值标定

直流电位降法(DCPD)是实时测量裂纹长度(深度)的重要方法之一,其原理是在试样的两端施加恒定电流,使之在试样厚度方向上产生恒定的电场,含裂纹试样中的电位分布将会受到裂纹形状和尺寸的影响。为了验证直流电位降法测量裂纹动态长度的可行性和标定电位降与裂纹长度的关系,文中设计了一个含有半圆表面裂纹的试样,并利用有限单元法对试样的电位场进行了数值模拟分析,为直流电位降裂纹测深仪研制和重要参数标定提供一定的理论基础。     

C-Mn钢和焊缝金属韧-脆转变微观断裂行为

对C-Mn钢和焊缝金属的COD,4PB,Charpy V和3NB试样在韧-脆转变温度区产生不同纤维裂纹长度后的断裂进行了卸载试验。通过对卸载试样纤维裂纹尖端及其两侧的微孔形态变化的观察和测量,断裂试样断口韧窝形貌以及起裂源粒子及其位置的观察和测量,对上述试样韧-脆转变区的微观断裂机理进行了分析研究。发现无论是裂纹试样还是缺口试样产生纤维裂纹后发生解理断裂的临界事件都是铁素体裂纹的扩展。韧-脆转变的主要影响因素为纤维裂纹扩展其前端三向应力度和最大正应力上升并超过临界值。韧性值的波动是由于在纤维裂纹扩展过程中,其尖端宽度的随机变化和材料中薄弱环节的随机分布引起的。     

工艺参数对选区激光熔化成型316L不锈钢组织结构的影响

选区激光熔化技术(selective laser melting,SLM)在制造高精度复杂零件方面具有很大的优势,这种零件加工方法具有节省材料、低成本和高速度的优点,在机械零件制造、生物医学和发电机制造领域具有广阔的发展前景。为研究不同工艺参数对选区激光熔化成型的316L不锈钢组织结构的影响,通过选择性熔化成型技术制备316L不锈钢材料,分析不同成型方向的晶体结构和工艺参数对材料组织结构的影响,研究不同激光功率和扫描速度下不锈钢结构的变化。结果表明:垂直扫描方向且平行于沉积方向的平面晶体为鱼鳞状,扫描平面晶体为柱状晶且连续外延生长;激光功率和扫描速度的变化将对试样的组织结构产生相应的影响,激光功率偏小会使试样表面产生明显的孔洞现象,激光功率偏大试样表面会在孔洞的基础上产生"球化";扫描速度过小试样表面产生"球化",扫描速度过大则会使试样致密度变小,产生裂纹和孔洞。因此,由激光熔化技术制作的316L不锈钢金属试样需要选择适当的激光功率和扫描速度才能有效减少球化和孔洞的产生。     

双孔洞裂隙砂岩裂纹扩展特征试验与颗粒流模拟

基于尺寸为80mm×160mm×30mm的双孔洞裂隙长方体砂岩试样单轴压缩试验结果,分析了双孔洞裂隙砂岩裂纹扩展特征,建立了双孔洞裂隙砂岩宏观应力-应变曲线与裂纹扩展过程的关系.利用颗粒流模拟程序,基于试验结果进行细观参数校准,进一步研究了裂隙倾角对双孔洞裂隙试样力学参数及裂纹扩展特征的影响.与完整砂岩试样相比,双孔洞裂隙试样力学参数显著降低,但降低程度与裂隙倾角密切相关.随着裂隙倾角的增大,双孔洞裂隙试样峰值强度先减小后增大,弹性模量呈逐渐增加的趋势,而峰值应变呈非线性变化.完整试样呈轴向劈裂脆性破坏,而双孔洞裂隙试样首先在孔洞上下边缘及裂隙的尖端附近萌生初始裂纹,裂纹的扩展与贯通导致了试样最终失稳破坏.最后探讨了双孔洞裂隙试样裂纹扩展细观机制:首先在裂隙尖端附近和孔洞边缘形成应力集中区,应力提高导致颗粒间黏结断裂,产生微裂纹;在应力集中区转移过程中不断产生新的微裂纹,微裂纹的汇集形成宏观裂纹.     

TiAl基合金双态组织原位拉伸-卸载试验研究

通过对TiAl基合金不同类型的缺口试样进行原位拉伸-卸载实验及其SEM断裂表面观察,研究了TiAl基合金的断裂机理.研究发现,对于缺口试样,裂纹起裂于缺口根部,其断裂过程主要是主裂纹首先起裂、扩展并最后断裂.对于双态组织,由于晶粒尺寸小,应力集中出现在缺口根部,裂纹沿晶粒边界和层间起裂并扩展,裂纹路径比较平直.在拉伸过程中,试样产生微裂纹导致材料发生损伤,随后卸载再加载时,与先前相比,裂纹更易扩展.预损伤加快了裂纹的产生和扩展,使损伤进一步加重,促使材料抵抗裂纹产生、扩展的能力下降.     

深层渗碳齿轮材料接触疲劳试验方法的研究

国内大型重载齿轮正在实现由软齿面向硬齿面的过渡。为了能对深层渗碳齿轮材料的接触疲劳性能进行正确的评价,为选材和制定热处理工艺提供依据,进行深层渗碳材料的接触疲劳试验方法的探讨是一个急待开展的工作。本文从试验设备、试样形状以及数据处理等方面进行研究,讨论如何确定合理而严格的试验方法。     

纳米金刚石微粉热浸渗技术对20Cr2Ni4A钢耐磨性能的影响

20Cr2Ni4A具有高强度、高韧性等特点,一直被广泛用于加工大型耐磨件,如大型齿轮、轴类等耐磨件。为了延长其使用寿命,常采用渗碳技术进行表面处理,但所取得的效果很有限。通过研究20Cr2Ni4A钢分别经渗碳、渗纳米金刚石微粉处理后,观察其硬度、耐磨性方面的提升幅度,并分析其微观组织结构方面发生的变化,从而得出,渗纳米金刚石技术比渗碳对提高该材料的耐磨性能更加显著,从而为该材料的表面改性及提高易磨损零件的使用寿命提供了一条可靠的途径。     

15CrMoG钢棒材裂纹成因分析

针对某钢厂生产的15CrMoG包晶钢棒材表面易出现纵裂纹的现象,采用金相显微镜和扫描电镜对裂纹试样进行观察和分析.结果表明,15CrMoG包晶钢棒材表面纵裂纹的产生主要是由于Al和Si氧化物夹渣分布于钢坯的表层下面,在轧制过程中由于应力沿Al和Si氧化物夹渣处集中而使试样产生裂纹.