渗碳层组织与接触疲劳性能的研究

根据光学显微镜、透射电镜观察和渗层萃取物X射线衍射谱以及硬度梯度分布,研究了 20CrMnTi 钢气体渗碳、气体碳氮共渗和离子渗碳后渗层的组织和接触疲劳寿命。结果表明;离子渗碳后具有相当数量的板条马氏体、弥散均匀分布的碳化物;铬锰元素固溶在固溶体中的量较多,无黑色组织并且具有陡的硬度梯度,从而导致接触疲劳寿命的明显提高。文章提出了铬锰元素向碳化物富集是产生黑色组织的重要因素的新观点。     

渗碳齿轮钢接触疲劳性能的研究

就五种国外渗碳齿轮钢和目前国内普遍使用的20CrMnTi渗碳齿轮钢,经渗碳热处理和强化喷九处理后,进行了接触疲劳快速法强度试验,以及显微硬度分布、残余应力、断口分析等较系统的试验研究。结果表明,除了SAE8620钢比20CrMnTi钢的接触疲劳强度极限低外,其它四种钢ZF_7、20MnCr5、SCM420H(脱气)、SCM420H与20CrMnTi钢相当;接触疲劳强度与其表面有效硬化层深度关系密切;喷丸处理后的试件,和冶炼时采用特殊脱气工艺(简称脱气)的钢材,其试验数据离散性小,接触疲劳强度高。     

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。     

渗碳热处理和喷丸综合工艺对接触疲劳性能的影响

本文着重探讨不同的得到大量残余奥氏体(Ar)的渗碳热处理工艺对接触疲劳性能的影响.试验表明:在渗碳热处理过程中,高的碳势所导致的次表层强度的提高和有效渗层的增加,是接触疲劳强高提高的原因之一.采用强力喷丸可以有效地弥补高Ar量所造成的表面层强度和残余压应力下降的不利影响.     

薄层软化及不同热处理对性能的影响

本文研究了22CrMnMo和18CrMnTi钢在渗层深度1.2mm—1.3mm条件下,经薄层软化直接淬火,薄层软化缓冷再加热淬火和薄层软化缓冷再加热高浓度碳氮共渗淬火等不同热处理后,对接触疲劳、弯曲疲劳和多冲性能的影响。试验结果表明、在渗层深度相近情况下,薄层软化缓冷再加热高浓度碳氮共渗淬火的接触疲劳强度最高,簿层软化直淬次之,薄层软化缓冷再加热淬火最低;相反,薄层软化缓冷再加热淬火的弯曲疲劳和多冲抗力最高。     

变碳势渗碳一热油分级淬火工艺在齿轮生产上的应用

介绍了汽车驱动桥螺旋锥齿轮的变碳势渗碳一热油分级淬火工艺,台架试验及生产应用表明,该工艺与专用渗碳淬火挂具相结合,不仅可实现齿轮渗碳后直接淬火,而且热处理变形小,齿轮接触疲劳寿命也有所提高。     

快速渗碳工艺的研究

以电阻对焊机和高频感应电炉为快速加热热源,研究试样在表面熔化与未熔化状态下的石墨快速加热渗碳及稀土元素对其催渗的作用,通过对金阻组织.显微硬度及渗层深度的对比分析可知,石墨快速加热渗碳能在较短的时间内,获得较深的渗碳层深度,具有一定的使用价值.     

快速渗炭工艺的研究

以电阻对爆机和高频感应电炉为快速加热热源,研究试样在表面熔化与未熔化状态下的石墨快速加热渗碳及稀土元素对其催渗的作用,通过对金阻组织,显微硬度及渗层深度的对比分析可知,石墨块速加热渗碳能在较短的时间内,获得较深的渗碳层深度,具有一定的使用价值。     

提高三牙轮钻头牙爪使用寿命的研究

本文对20CrMo钢制的三牙轮钻头牙爪的服役条件和主要失效形式进行了分析,指出:牙爪跑道过早发生块状剥落是由于渗碳层的多次冲击接触疲劳抗力不足引起的。采用高温淬火、回火来调整碳化物形态和低温短时加热淬火,适当提高回火温度和滚压强化等措施后。钻头台架试验寿命比原工艺钻头提高了3.5倍,并超过了美国同类型钻头台架试验寿命。油田试验结果,使用寿命与美国同类型钻头相当。文中还对美国钻头用钢、热处理后组织特点、机械性能、钻头台架等作了对比分析和试验,为合理选择象钻头牙爪这样一类承受多冲接触疲劳的零件的用钢及制订热处理工艺提供了依据。     

18CrNiMo渗碳齿轮接触疲劳强度试验研究

18CrNiMo渗碳齿轮材料在工程机械领域有十分重要的用途,但是在可靠性设计时,缺乏该合金材料的接触疲劳试验数据。为此,对该合金钢材料的齿轮在机械封闭流齿轮试验台架上进行了接触疲劳强度试验,采用了快速测定法和常规成组法相结合的试验方案。对试验数据进行了处理,拟合出了该种材料齿轮的R-S-N曲线,并得到了不同可靠度下的接触疲劳应力极限,为该材料齿轮的寿命设计和可靠性设计提供了参考。     

关于多冲试验方法的评价

在综合分析多冲载荷的特性及有关多冲试验的文献资料后,得出多冲载荷兼有循环载荷和冲击载荷的特点。循环载荷的特点,导致材料在多冲载荷下的破断过程,不同于一次摆锤冲击载荷下的破断过程;多冲载荷下材料的破坏过程,是循环载荷作用下的裂纹萌生及扩展过程,属于疲劳的范畴。多冲试验有别于一冲试验。但冲击载荷的特性,又导致应力波的传播和叠加,并使加载速率的作用变得重要起来,与一般的疲劳试验相比,具有其独特的性质。多冲试验不能被疲劳试验所代替。     

表面合金涂层提高球墨铸铁齿轮接触疲劳强度

以齿轮为研究对象，用常用的辊子模拟方法，在球墨铸铁辊子试件表面分别涂镀铜金属层，镍钨合金层和镍钴合金层，然后与未涂镀试件一起进行接触疲劳强度对比试验，共试验件４０对。结果表明，表面合金涂层显著地提高球墨铸铁齿轮接触表面的疲劳寿命。同时分析了合金涂层的组织结构和性能。     

20Cr2Ni4A钢强韧化研究

本文对２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢经渗碳及碳氮共渗后采用不同热处理，测出渗层中的残余 奥氏体量，然后重点讨论残余奥氏体量对各种机械性能的影响，最后从试验结果中选 定碳氮共渗后１０５０℃淬火２００℃回火为最佳热处理工艺。渗层中含有４５．４％残余奥 氏体时，２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢的强韧性最好，接触疲劳使用寿命最长。     

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。     

W6 Mo5 Cr4 V_2钢真空离子渗碳的研究

本试验利用 X 射线物相分析、电解萃取、化学相分离和扫描电镜对 W6Mo5Cr4V2钢进行了真空离子渗碳的试验研究.结果指出,随着渗层碳浓度增加,碳化物数量明显增加:同时碳化物由低碳相(M_6C)向高硬度高碳相(M_2C,MC)转化.这两者均使渗碳层耐磨性提高;渗层淬火奥氏体量增加.在渗层含碳量为1.08～1.45%的范围内,耐磨性随含碳量的增加而提高。     

热处理和表面强化产生的残余应力及其对机械性能的影响

通过热处理及表面机械强化处理在表层获得残余压应力,可提高疲劳及多冲性能。本文给出了下列结果: 1.选择低淬透性的中碳钢整体加热后剧烈冷却,可在表层获得很高的残余压应力,此种薄壳淬火的另件能显著提高疲劳强度,表面最大压应力的含碳量约在0.5到0.6%C左右。 2.渗碳的另件在表层马氏体点以上等温淬火,使心部先变成马氏体,在随后冷却过程中,表层发生马氏体转变,可保存很大的残余压应力,淬火的缺口多冲弯曲破断次数比普通淬火者要高2—4倍。 3.碳氮共渗后,若在表层的一定深度内出现黑色组织,则此层为残余张应力,使多冲性能大幅度下降。 4.滚压及喷丸强化是提高表层残余压应力的有效手段,可以提高多冲接触疲劳及弯曲疲劳寿命。     

渗碳、碳氮共渗以及渗碳—碳氮共渗二段法处理的齿轮材料接触疲劳极限的快速测定

本文系应用locati方法对渗碳、碳氮共渗以及渗碳——碳氮共渗二段法处理的齿轮材料接触疲劳极限快速测定的试验总结。此方法只用一对试件,采用台阶加荷方式,仅花两、三个小时的时间,一次测出疲劳极限,与常规方法相比,效率可提高数十倍。对不同渗层深度的渗碳和碳氮共渗八对试件以及渗层深度为1mm的渗碳——碳氮共渗二段法处理的四对试件进行试验的结果表明:所测出的接触疲劳极限值与常规方法的结果相当接近,相对误差均小于4～5％,并且,用此方法对渗碳——碳氮共渗二段工艺进行研究所得的一些结果和规律与常规方法以及国内外的近期研究结果是基本一致的。     

稀土元素对滴注式气体渗碳工艺的影响

本文利用稀土元素催渗的原理．在滴注式气体渗碳过程中加入一定量的稀土元素。试验结果证明，可使渗碳速度加快１０－２０％；并使表层的碳化物细化．弥散度增大．且向内层延伸分布；渗层性能改善；通过试验还提出不同渗碳材料．稀土元素加入量有一个最佳值；８８０℃加入稀土元素渗碳同常规渗碳其效果相同．     

硬度和碳化物形态对20Cr2Ni4A钢制轴承外圈寿命的影响

本文通过渗碳、磨损、多冲、接触疲劳等试验方法,研究了硬度和碳化物形态、分布及数量对20Cr2Ni4A钢制轴承外圈寿命的影响。试验结果表明:该轴承外圈合理的硬度范围为HRC58～62,渗碳层细小均布的碳化物能改善轴承的耐磨性,提高接触疲劳强度。     

齿轮渗碳工艺的设计

本文首先介绍了渗碳齿轮热处理中存在的技术问题,而后针对这些技术问题讨论了齿轮渗碳工艺的设计原则。作者认为常用齿轮渗碳是一个混合控制过程。为了强化渗碳过程,渗碳初期要增大相界面渗碳反应速度;中、后期应提高碳在奥氏体中扩散通量。文中还介绍了如何根据表面硬度和其它性能要求,确定渗碳后表面碳含量 C_S;根据 C_S 和渗层厚度,考虑到非平衡渗碳和钢的化学成分选择气氛的控制参数;讨论了变碳势渗碳工艺参数的确定原则及其对渗碳结果的影响。提出了中温渗碳、炉内预冷和热油—空气分级淬火及控制渗层厚度和显微组织等措施以减少齿轮热处理变形。