从冲击接触疲劳角度论钢的渗碳及热处理工艺

本文对渗碳钢的表层状态与多冲接触疲劳性能之间的关系进行了试验研究,指出:渗碳件的最佳多冲接触疲劳抗力所对应的渗层深度,淬火加热温度,加热时间和回火后表面硬度等是随着材料成分,另件尺寸和冲击能量大小而改变的; 渗层的碳浓度应从马氏体的含碳量,碳化物大小,数量,渗碳层淬透性及淬硬性诸方面综合考虑来确定。文中还指出:带有冲击性质的接触应力作用下的渗碳件,应该采用多冲接触疲劳试验方法来评定材料和热处理工艺。表面滚压强化是进一步提高渗碳件多冲接触疲劳寿命的有效途径。     

Fe-1.5C-Mn-0.5Si-0.8Cr钢锻造后的组织与性能

研究了成分(wt%)为1.5%C、1.0%Mn、0.5%Si和0.8%Cr的半钢试样经锻造后正火,再进行等温淬火处理的组织与力学性能,并与直接等温淬火处理铸态试样的组织与性能进行对比分析,利用扫描电镜分析冲击断口形貌。结果表明,铸态半钢经过锻造、正火后再等温淬火工艺,可破碎连续网状分布的块状共晶组织,提高铸态半钢的冲击韧性与硬度。铸态半钢经过锻造、正火后再等温淬火,其内部析出大量的下贝氏体组织,并含有少量的马氏体与残余奥氏体。     

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。     

不同热处理对热模钢H13的组织和性能的影响

本文研究了热模具钢H13(4Cr_5MoSiV_1)经不同热处理工艺处理后的显微组织和性能。结果表明:H13钢经软氮化处理后,耐磨性、热疲劳抗力较好而冲击韧性较低,250℃等温淬火加回火处理后的冲击韧性最高,热疲劳抗力比正常淬火加回火处理的好,耐磨性较差,300℃等温淬火加回火处理的冲击韧性和热疲劳抗力较低。据此,在受冲击载荷情况下,采用250℃等温淬火加固火热处理工艺较好;受冲击载荷较小时,采用正常淬火加固火软氮化复合热处理工艺较好。     

GCr15钢M-B复相组织的强韧性研究

研究了连续淬火和等温淬火热处理工艺对GCr15轴承钢淬火组织、钢硬度、冲击韧性和抗拉强度的影响.结果表明,等温淬火工艺获得的M-B复相组织(马氏体-下贝氏体复相组织)比连续淬火获得的单一片状马氏体组织具有更好的强韧性能.在等温淬火工艺的加热和等温温度不变条件下,等温时间对M-B复相组织及强韧性能有较大影响.     

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。     

低温贝氏体转变对渗碳纳米贝氏体轴承钢表层组织与性能的影响

本文设计了一种高碳钢,用于模拟轴承用渗碳纳米贝氏体钢表层的高碳层,并研究了随等温时间延长,其组织演变和力学性能变化规律.结果表明,当试验钢在200℃等温淬火时,贝氏体转变结束时间为48 h.随着等温时间的延长,马氏体含量降低,贝氏体铁素体含量升高,残余奥氏体含量先升高后降低,并在8 h时达到最高值,约为34.5％.贝氏...     

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。     

40Cr钢亚温等温淬火组织分析

对40Cr钢单相奥氏体区和双相区加热等温淬火组织分析表明:由于奥氏体成分、状态不同,经相同温度等温后获得不同类型组织.贝氏体、马氏体转变区域移向更低的温度.     

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。     

结构钢在低温下的多次冲击断裂抗力

本文通过对缺口试样在低温下的多次冲击弯曲断裂抗力研究,初步探讨了结构钢45Cr、40MnB、20Cr、45钢等的多次冲击断裂抗力随试验温度而变化的规律,并以45Cr钢为重点研究了低温多冲断裂抗力与材料强、塑、韧配合的关系.认为在温度不太低(t>-50℃)的情况下,钝缺口(r=1.0mm)试样的多冲抗力,中温回火仍能显示优越性.在强、塑性能相近的条件下,40MnB的低温多冲抗力高于45Cr.45钢淬火500℃回火之后的低温多冲寿命是45钢正火态的10倍.20Cr低碳马氏体的低温多冲抗力较之上述几种中碳钢或中碳低合金钢调质态的都更优越.     

分级滲碳中碳化物的析出与变形过程

渗碳工艺是当前机械制造工业中应用最为广泛的一种化学热处理方法,它使被渗工件获得一定的强度、较高的耐磨性和疲劳抗力。被渗工件的机械性能主要决定于渗碳层中的碳浓度及淬火回火后的金相显微组织。当渗碳层中碳浓度较高时,淬火后具有针状马氏体和大块或网状碳化物以及数量较多的残留奥氏体。近年来又观察到当渗碳层的碳含量较高时会伴随针状马氏体出现一定数量的显微裂纹。若从疲劳强度考虑上面这些组织     

临界区热处理对亚共析钢的相变过程、显微组织和力学性能影响的研究

本文对马氏体前组织的40 CrNiMo钢在临界区温度范围内再加热时的奥氏体形成过程动力学作了观察。结果表明:在临界区再加热时,马氏体到奥氏体的相变实际上是属于非平衡状态,相成份和数量的改变不能从平衡相图上予以精确地确定。在这种情况下,奥氏体转变是在近乎平衡相图的(α γ)两相区温度时等温进行,转变的百分数随着等温时间的延长而增多,直到所有的针状铁素体完全消失。反应速率随等温温度的提高而加快。运用热力学的分析可以解释这种现象。所形成的奥氏体呈针状和球状两种形貌,奥氏体的形貌取决于奥氏体化温度和加热速度,本质上则取决于相变驱动力和合金的扩散速度与距离。本文对马氏体和针状铁素体两相混合组织钢的力学性能和断裂行为作了测定和研究。结果得出:这种混合组织可以在强度不变的条件下提高淬火钢的韧性。其室温下的断裂本质可用临界应变模型来阐明,针状铁素体对韧性的作用是由于马氏体相中的裂纹在扩展到延性的铁素体时将受到抑制的缘故。当然,较低温度再加热的,由于晶粒细化而改善韧性的作用将更有增进。     

20CrMnTi钢带状偏析对渗碳后组织的影响

针对20CrMnTi钢中，具有不同带状的原始组织试样进行渗碳试验和分析，得出对渗碳淬火后马氏体大小和残奥含量有明显影响。并讨论改善办法。     

基体钢的组织与性能及其在冷变形模具上的应用

本文试验研究了国产新型基体钢6Cr4Mo3Ni2WV(简称CG-2)的热处理工艺与组织、性能的关系及其在冷镦十字槽螺钉冲头和冷挤压活塞肖冲头上的使用寿命。研究结果表明:新钢种在1120～1140℃淬火,560℃两次回火与6—5—4—2高速钢在淬火三次回火条件下相比,硬度、静弯强度、抗压强度、抗压屈服强度和小能量多次冲击抗力,前者均略逊于后者,然而挠度和无缺口一次冲击值,前者显著地优于后者。文中分析讨论了二者性能差异的组织因素和合金元素的影响。试验也证实了对脆性状态的工模具材料的多次冲击抗力的规律与对机械零件适用的多次冲击抗力的基本结论是一致的,即冲击能量低时,多冲寿命取决于强度,而冲击能量高时,多冲寿命取决于韧性。新钢种用于冷镦十字槽螺钉冲头,一次寿命在8.5～9.3万件,打破了国內标准行业的最高记录。然而,用于活塞肖冷挤压冲头,却未显示出其优越性。根据试验结果,分析讨论了上述两种冲头矛盾的特殊性与机械性能的关系。最后,本文对新钢种的进一步试验研究的合金化方向,组织形态与性能的关系等方面,提出了若干建议。     

等温淬火工艺对超高强贝氏体钢组织性能影响

针对低碳超高强贝氏体钢在不同等温淬火工艺下的组织和力学性能演变规律进行研究.结果表明:与一阶段等温淬火工艺相比,两阶段工艺下组织中贝氏体量增加,马氏体量相对减少,致使实验钢的屈服强度高达1178MPa,提高58%,延伸率从7.7%升高到14.4%,单位冲击韧性达到66J/cm²,提升16%.对比研究不同等温淬火工艺下实验钢的强塑性匹配发现,两阶段工艺A₃(240℃等温2h后再270℃等温1h)条件下实验钢的强塑积可达21888MPa·%.通过两阶段工艺,可消除实验钢中由于Mn元素偏析造成的马氏体带,获得相对均匀的贝氏体组织,从而使得实验钢的强度和韧性同时提高.     

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。     

轧制冷却工艺对低合金调质钢力学性能的影响

通过采用不同的轧制和冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理，分析各状态下的组织和力学性能以及不同轧态组织的再加热奥氏体化进程，研究了轧制冷却工艺对低合金调质高强钢力学性能的影响规律.结果表明，控制轧制能够增加轧态组织的原奥氏体晶界面积，提高再加热奥氏体形核率，得到较细化的再加热淬火组织，并且能够提高回火后的强韧性能.实验钢轧后连续水冷条件下得到马氏体组织，而空冷条件下得到的粒状贝氏体组织内碳元素分布不均匀，有利于提高再加热淬火回火后的强度.实验钢在控制轧制中断冷却工艺下能获得最佳的调质态力学性能.     

提高YT-24型凿岩机活塞使用寿命的研究(1973—1975三年技术总结)

凿岩机活塞是一个典型承受多次冲击载荷的零件,目前失效主要方式为崩齿,折断和端面下凹。本文首先重点讨论了高碳钒钢之所以能用作此类零件的关键在于整体淬火薄层硬化(即国外所谓薄壳淬火),指出淬硬层深度及其分布和相应内应力大小及其分布在活塞抗崩齿和折断失效中所起的重大作用。和崩齿、折断作斗争中,为改善淬硬层强韧性以提高材料的多冲抗力。在淬火问题上研究了盐浴短时加热新工艺,以期在高碳淬硬层中能获致部分板条状马氏体;在回火问题上。分析了正断、切断抗力随回火过程变异规律。作出适当提高回火温度的决定;在锻造问题上研究了加热过程中“组织遗传性”的影响,提出了锻造加热温度的下限。此外,根据承受多次冲击零件的应力集中问题,体积均一性问题,冲击配偶件的配合硬度问题等对活塞的合理结构设计,正确加工工艺,钎尾几何形状和配合硬度等各方面提出了相应的改进措施和规定。和端面下凹作斗争中,除采用上述改进淬硬层强韧性的各项措施外,重点研究了未熔碳化物在冲击接触疲劳中的作用。指出,为减少端面下凹,活塞应具有小、少、匀、圆的未熔碳化物,而为获得小、少、匀、圆的未熔碳化物,研究和提出了预先托氏体化处理,然后亚临界点加热等温球化的新工艺。三年来,在上述试验研究基础上,试验活塞的平均寿命从500米提高到4600米,超过了实测的日本同类产品的寿命水平。批量生产的活塞使用寿命也达到了原有水平的六倍。     

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.