中碳铬钨渗氮轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究

针对轴承钢失效形式主要为疲劳破坏的问题,对中碳铬钨渗氮轴承钢进行旋转弯曲疲劳（RBF）试验及分析。分析轴承钢经调质处理（880 ℃+540 ℃）后的组织,再经RBF试验后疲劳断口和渗氮处理的作用,还分析了非金属夹杂物对轴承钢RBF的影响,构建了非金属夹杂物深度和尺寸对中碳铬钨渗氮轴承钢RBF极限强度影响的模型。实验结果表明：试验钢调质处理后,组织为回火索氏体,主要析出M₆C型和M₂₃C₆型碳化物,力学性能优良,RBF极限强度达到729 MPa;疲劳源分为表面缺陷和内部非金属夹杂物,表面缺陷主要包括非金属夹杂物脱落形成的凹坑以及机加工留下的刀痕,非金属夹杂物主要为镁铝酸盐;轴承钢在NH₃渗氮气氛中560 ℃恒温保持25 h,渗氮层厚度达360 μm以上,渗氮工艺合适。研究结果对中碳铬钨渗氮轴承钢的发展及其疲劳性能的提高有一定的参考价值。     

热处理工艺对Nd·Pr-Fe-B永磁合金组织形态和矫顽力的影响

在制取适当成分的钕铁硼永磁合金的基础上,研究了退火温度、退火时间与退欠级数对合金组织形态与矫顽力的影响。运用粉末冶金液相烧结理论和热处理原理,解释了不同退火温度对合金组织与性能所造成的差别,初步确定了富钕液相对主相表面的润湿关系,同时依据组织的变化探讨了矫顽力机理,从而指出,要形成具有高矫顽力的组织,就必须进行多级退火。本实验还首次发现,在共晶温度下过长时间的退火会导致富钕相聚集成团。通过研究,笔者提出了一套实用的热处理工艺。     

Fe基纳米微晶晶化相的穆斯堡尔谱和核磁共振研究

近年来,铁基微晶合金FeCuMSiB(M=Nb,Cr,V,W,Ta)具有优异的软磁特性引起人们的重视,其最好的软磁性能可以通过最佳的热处理条件得到,此时在非晶中,会均匀地长出直径约为10nm左右的FeSi相晶粒,与剩余的非晶相形成纳米微晶的晶粒与晶界.Herzer等人曾利用无规各向异性模型来解释该材料具有优异磁性能的原因,认为晶粒尺寸D足够小会使有效磁各向异性常数减小,其值与D~6成正比.然而,一些实验已经证实提高退火温度(例如T_a>600℃),其磁性能会急剧变坏,但此时的晶粒尺寸并未明显地变化,因此有关磁性能与材料微结构之间的关系还有待进一步的研究.     

Fe-0.64at％Ti二元合金系统低温氮化内耗峰谱的研究

系统地测量了400℃氯化的Fe-0.64Ti合金系统不同热处理制度下异常内耗峰的行为.提出了230℃峰的Ti-N_2仨缺陷模型,指出了100—150℃峰与高温时效过程中在{100}_α面上形成富钛、氮的预沉淀相紧密相关.     

铝对Fe—25Cr合金在H2S—H2混合气氛中高温硫化腐蚀的作用

研究了５％Ａｌ，１０％Ａｌ对Ｆｅ－２５Ｃｒ合金在Ｈ２Ｓ－Ｈ２平衡混合氛中７００～９００℃下高温硫化腐蚀行为。发现加Ａｌ能显著降低Ｆｅ－２５Ｃｒ合金的硫化速度并改变其硫化层的形貌、成分及结果。加Ａｌ合金的硫化动力学的孕育期后遵从抛物线规律。综合反应动力学、硫化层结构和成分分析。提出了Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金的硫化机理。     

Fe-Co合金晶格参量、原子磁矩及比热特性的价键理论分析

0-75at％Co的Fe-Co合金,具有一系列的物理性质。运用新建立起来的固溶体综合理论,对此作出了较为满意的解释。原子态主要受最近邻〈F.N.N〉原子的影响。设i元素的原子状态以F.N.N中溶质原子个数j标记,则j特征原子态特征参量可表为Q_(ij);相应的状态浓度为c_(ij),它服从随机分布规律: c_(1j)=(j!/(J-j)!j!)(1-c)~(J-j+1)c~j c_(2j)=(j!/(J-j)!j!)(1-c)~(J-j)c~j合金相应的平均参量Q=∑c_(ij)Q_(ij)称之为特征参量相加定律。根据Fe-Co合金实验规律,并利用上述定律,确定了Fe,Co原子的特征态以及与之相应的特征参量;再代入同一公式,算出了无序合金α-c,m-c理论曲线。认为有序化过程中,各特征原子态的价电子结构不变,只是状态浓度发生变化,导致合金性质改变。利用有序度的概念,以及根据统计学观点,导出了Fe,Co特征原子态浓度计算式: c_(Fsj)=(J!/(J-j)!j!){(1/2)(c+η/2)(1-c+η/2)~(j-i)(c-η/2)~j+(1/2)(c-η/2)~(j+J)(1-c-η/2)~(J-j)} c_(Coj)=(J!/(J-j)!j!){(1/2)(1-c-η/2)(c-η/2)~j(1-c+η/2)~(J-j) +(1/2)(1-c+η/2)(c+η/2)~(J-j)}计算结果,最大有序度合金与无序合金的α-c曲线在38at％Co处相交,这与实验结果极为一致;有序合金的平均原子磁矩均比无序的大,亦与实验规律相吻合。将特征参量相加定律应用于合金平均结合能E_c计算中,对该合金比热特性作出了解释。计算结果表明,有序→无序转变,是结合能高〈即努阱深〉的态向势阱浅的态之转变过程,从而,出现正常比热峰;正常比热峰温度T_(NS)-C曲线与E_c-c理论曲线有类似的变化规律,说明T_(NS)高低应由有序合金结合能决定。当加热有序合金至一特定温度T_(as)时,发生部分有序→无序转变,这是势阱很深的态向势阱浅的态之转变过程,需要很高的激活能,出现正的反常峰;当加热无序合金时,情况将与上述相反,故将出现负的反常峰。此外,认为相互转变的两态间特征结合能差值愈小,则激活能愈小,转变量愈大,比热峰愈高。以此解释了反常比热峰温度T_(as)以及峰高与Co含量的关系。     

热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响

为了提高矿用链轮耐磨性,延长其使用寿命,选取电渣离心铸造40CrNiMoA合金链轮件作为母材,研究热处理工艺对40CrNiMoA合金组织和力学性能的影响。采用正交试验法,研究不同热处理工艺对合金显微硬度、摩擦磨损及拉伸强度等力学性能的影响,并将测试结果进行极差分析和综合加权评分计算,得出最优热处理工艺参数,最后进行试验验证。结果表明,正交试验法得到的最优热处理工艺为880℃淬火0.5 h, 600℃高温回火2 h,样品热处理后的组织主要为回火索氏体,维氏硬度为364 HV,抗拉强度为1 166 MPa,磨损率为0.427×10^-4 mm³/(N·m);验证试验结果与正交试验分析结果相近,且热处理后的样品性能可达到使用要求。研究结果可为矿用链轮件热处理工艺提供理论依据,对有效解决链轮耐磨性和使用寿命问题具有参考价值。     

中合金铬钼渗氮轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究

为了研究化学热处理对大型轴承疲劳性能的影响规律,对中合金铬钼轴承钢进行离子渗氮处理和旋转弯曲疲劳(RBF)试验。以双真空熔炼(VIM+VAR)的中合金铬钼轴承钢作为实验材料,分析经调质处理(930℃+550℃)后的组织和经离子渗氮后的相组成,分析经过旋转弯曲疲劳试验后断口形貌及裂纹萌生机理,构建表面缺陷与疲劳断裂机理之间的关系。实验结果表明:实验钢经过调质处理后组织为回火索氏体,主要析出M2C型和M3C型碳化物;渗氮后渗氮层中化合物层主要由CrN和Fe4N(γ′相)组成,厚度约为16μm,其不利于基体的疲劳性能提升;实验钢渗氮后的RBF极限为947MPa,较未渗氮试样旋转弯曲疲劳极限提升19.4%;渗氮层中化合物层始裂及非金属夹杂物始裂为主要的两种起裂方式,化合物层和表层粗糙度对渗氮后实验钢的疲劳寿命影响较大。研究结果可为提高中合金铬钼轴承钢的疲劳性能提供实验及理论依据。