改进热处理工艺,延长模具使用寿命

十字槽螺钉是量大面广的标准件,但生产中冲头寿命很低,有关部局曾召开有厂、所、校参加的行业攻关会,要求1976年M16毫米以下的十字槽螺钉冲头寿命达到五万件。根据会议要求,我校金属材料及强度研     

渗碳钢等温淬火多次冲击抗力的试验研究

本文试验研究证明:三种渗碳钢在渗碳一次再加热等温淬火处理后比通常渗碳一次再加热淬火回火处理具有更高的多次冲击弯曲抗力。当等温温度较低时,多次冲击侧向压缩抗力也较高。这就为进一步提高渗碳钢强度特性提供了一种新的强化工艺措施。试验分析指出:多次冲击抗力的这些变化规律是与载荷性质,金相组织(马氏体组织形态,马氏体与贝氏体相对量)及残余应力沿渗碳层分布密切相关的。     

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.     

渗硼对钢材机械性能的影响

本文研究了固体渗硼对钢材(20CrMo,45,T8及 GCr15)机械性能的影响。渗硼后得到Fe_2B或 FeB Fe_2B渗硼层。本研究进行了渗硼试样的拉伸、多次冲击以及旋转弯曲疲劳试验,并与未渗硼试样进行比较。其结果为:(1)对于低碳合金钢(20CrNiMo、20CrMo),渗碳对拉伸强度及多次冲击抗力的影响很小,韧性有所下降;渗硼后进行淬火及低温回火处理,使强度及韧性均下降。(2)对中碳结构钢(45),渗硼对拉伸强度及多冲抗力影响也很小,韧性也有所下降。渗硼后经淬火高温回火,刚拉伸强度有所增加,塑性稍有下降。若渗硼后再经淬火及低温回火,拉伸强度及塑性均有显著降低。45钢渗硼后,疲劳强度提高,单相时提高更多。(3)对于高碳工具钢T8及滚动轴承钢GCr15,渗硼后拉伸强度及塑性均下降,后者下降幅度更大;多冲抗力也有所下降。     

常用低合金钢焊接接头冲击疲劳寿命的试验研究

对常用低合金钢 16 MnR,15 MnVN 以及18 MnMoNb 钢及其焊接接头进行了小能量多次冲击对比试验,以分析焊接热循环对焊接接头多冲抗力(冲击疲劳寿命)的影响及变化规律。得出了不同冲击能量下,热影响区组织与焊接接头强度、塑性的规律关系。     

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。     

提高汽车差速器壳螺栓冷镦冲头使用寿命的研究

汽车差速器壳螺栓冷镦冲头使用寿命低 (仅生产 10 0 0～ 2 0 0 0只产品 ) ,且寿命长短不一 .通过改进冷镦冲头结构 ,选用W 6Mo5Cr4V2高速钢材料 ,并采用 115 0～ 1170℃淬油 ,2 2 0℃二次回火热处理工艺后 ,冷镦冲头的使用寿命显著提高 ,是原冲头的 10倍     

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。     

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。     

60Si2Mn小型冷冲头热处理工艺的改进

为提高小型冷冲头的使用寿命,以60Si2Mn为材料,经亚温加热、局部淬火 低温回火等热处理工艺处理,设计制造了用于加工标准件的小型冷冲头。实际冲裁生产结果表明,冷冲头的使用寿命有了大幅提高,冲裁次数可达50000~60000次。     

钢在多次冲击载荷下裂纹发展过程的研究

应用在破断面上显微镜直接观察的方法研究了回火碳结构钢在多次冲击载荷下的裂纹发生与发展过程。发现裂纹深度与冲击次数之间存在t=t_0e~(N/b)的指数关系,裂纹发展速度V与裂纹深度t之间存在V=1/bt的线性关系(相应于普通疲劳的V=Kt~n关系式中n=1时的情况)。并得出多次冲击抗力(冲击破断寿命)既决定于裂纹发展速度V又决定于极限裂纹深度t_k,它们对冲击破断寿命的影响随钢回火温度或钢中碳含量的变化而互为矛眉的变化着。表明裂纹发展速度主要与强度因素有关而极限裂纹深度主要与塑性因素有关,二者的最好配合使钢在某一回火温度或某一碳含量出现多冲抗力极值。这就使以前发表的文[3、4、5]中所得多冲抗力基本规律得到了有力的支持,同时为充分发挥结构钢的强度潜力提供了新的依据。     

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。     

低合金铸钢代高锰钢制造拖拉机履带板的初步试验

本文通过硅锰系列低合金铸钢(277SiMn、40Si2Mn)代高锰钢制造拖拉机履带板的初步试验表明:硅锰系列低合金铸钢经淬火、回火其抗拉强度,小能量多冲抗力均优于高锰钢,其履带板实物的拉伸强度、弯曲强度均不低于高锰钢履带板。新钢种履带板进行了装车试验,运转时间有的已超过1600小时,从现有的运转考核表明,新钢种履带板的耐磨性均大大优于高锰钢履带板,至今未发现断裂现象,效果良好。新钢种比高锰钢熔炼方便,浇注成型规则,热处理变形小;特别是硅、锰是我国富产元素,符合我国合金钢的发展方向。采用该钢种,在熔炼时可以用高中碳锰铁,解决了高锰钢履带板必需用低中碳锰铁来源问题。同时还可以节约90%锰铁,其成本可降低22%。所有这些优点,为拖拉机履带板材料代用提供了广阔的前景。     

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。     

延长大型模锻锤锤杆使用寿命的研究

本文扼要地总结了应用多次冲击抗力理论,采用强烈冷却淬火中溫回火工艺提高锤杆强度,从而大幅度地延长锤杆使用寿命的试验结果。采用这种新工艺,既不要用优质铬鎳钢材,又不要增添任何热处理设备,就可以做到一根锤杆顶原来几根锤杆用,从而挖掘了材料的强度潜力。由于新工艺锤杆的硬度较高,所以车削加工时应注意调整刀具的几何角度和切削参数。本文推荐了具体的热冷加工工艺规范,作为附件供参考。     

NiGrMoV钢回火处理时沉淀行为及对机械性能的影响

研究了高强低碳 NiCrMoV 钢淬火后回火温度对显微组织和机械性能的影响,着重分析碳化物的析出规律及对强度的影响,并对此钢提出了最佳热处理制度。试验表明,最佳热处理制度为淬火温度 930—940℃,回火温度 500—600℃。碳化物的形态、种类、分布主要取决于回火温度。450℃ 以下回火,主要为杆状M_3C 型碳化物和少量等轴状Cr_7C_3 沉淀;550℃ 以上回火,主要为杆状或球状 M_3C、等轴状 Cr_7C_3 和针状 Mo_2C。550℃ 回火时产生二次硬化。     

形变热处理对基体钢65Cr4W3Mo2VNb组织、性能影响的研究

本文对基体钢65Cr_4W_3Mo_2VNb进行了压缩式形变热处理的实验研究,采用高温(900℃)及低温(550℃)不同变形量后分别进行油淬、270℃、240℃等温淬火,得到形变M及形变B M组织。观察了形变前、后M及B M组织及亚结构,用电子衍射法测定了形变过程中及回火后析出的碳化物,用x射线法定性地测量了Ar量及位错密度。研究了形变对M及B M硬度的影响及对回火后硬度的影响,已经查明:高温形变使该钢的二次硬化峰得到加强,低温形变使二次硬化提前出现。将高温形变热处理用于螺钉一字槽冷镦模可以简化生产流程,改善流线分布,提高模具寿命1.6～4倍。     

热处理对1000 MPa级工程机械结构用钢组织和性能的影响

设计了一种低碳Mn-Mo-Nb-Cu-B系超高强度工程机械结构用钢,研究了在同种成分条件下TMCP(thermo-mechan-ical control-process)+回火与控轧+直接淬火+回火两种工艺对钢组织和性能的影响.对比分析了热处理前后钢板各项力学性能和组织的变化.结果表明,两种工艺条件下钢的屈服强度和冲击性能的变化趋势相似,经500～620℃回火1h后钢的屈服强度均有大幅度提高.控轧+直接淬火+回火得到的钢板综合性能明显优于TMCP+回火,前者在600℃回火后屈服强度仍达到1000MPa以上,同时延伸率达到18%,-40℃冲击功大于30J,而后者塑性较好但强度稍低;随回火温度的升高,控轧+直接淬火+回火工艺条件下的组织演化速度要快于TMCP+回火工艺.     

冷挤压模具钢65Cr4W3Mo2VNb的试验研究

本文介绍了一种新型的冷挤压模县钢65Cr4W3Mo2VNb。这种钢的碳及合金元素含量较低,碱化物不均匀性得到改善,在获得高强度的同时并兼有高的冲击韧性。 这种钢的锻造和热处理工艺简便。淬火温度范围较宽,回火后具有二次硬度,并有较高的热稳定性,可以进行气体软氮化。 生产实践表明,这种钢用于制造冷挤凸模,基本上克服了高速钢凸模容易折断和碎裂的现象,使用寿命稳定,并有显著提高。 新钢种作为冷挤压模具用钢,既节约了合金元素,降低了成本,又提高了模具寿命,具有推广价值。     

热处理工艺对NM600耐磨钢板组织性能的影响

为了提高NM600耐磨钢应用于恶劣工况下的耐磨性能,通过正交试验研究各热处理参数,包括淬火温度、淬火保温时间、回火温度、回火保温时间等,对于试验钢组织性能的影响。结果表明,回火温度是抗拉强度、屈服强度、冲击功、布氏硬度最主要的影响因素。随着回火温度升高,伸长率先小幅上升再缓慢下降,抗拉强度、屈服强度、冲击功和布氏硬度均呈下降趋势。试验钢热处理后的微观组织主要是板条马氏体、还有少量的残余奥氏体和碳化物。确定了最佳热处理工艺为:在860℃淬火保温30 min,200℃回火保温60 min。所获得的最优工艺性能为:抗拉强度1 956.2 MPa、屈服强度1 566.7 MPa、伸长率12.7%、-20℃冲击功19.2 J、布氏硬度576.5 HB。