提高淬火温度对高铬铸铁回火组织结构及耐磨性的影响

本文利用硬度、磁性、金相等手段系统研究了淬火及回火温度对15—2—1型高铬铸铁组织性能的影响,着重对其二次硬化的形成进行了分析.     

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。     

热处理工艺对高铬铸铁组织与性能的影响

高铬铸铁被认为是抗磨性能最好的且具有较好韧性的材料,因此在国外这种铸铁的应用十分广泛.铬能改变共晶碳化物的类型,改善碳化物形态,增加硬度,使铸铁韧性及耐磨性提高.为使高铬铸铁具有优越的性能,设计制订了合理的热处理工艺,并试验研究热处理工艺与成分、冷却速度与组织、硬度和冲击韧性之间的关系,在理论上给予一定的分析.     

热处理对多元微量低铬白口铸铁机械性能与显微组织的影响

研究了淬火温度、冷却介质、回火温度对多元微量低铬白口铁机械性能和显微组织的影响．经过热处理后的碳化物呈断网和细粒状分布,力学性能HRC为54～65,αk为5．6～7．4J／cm2．结果表明,硬度值、冲击值均比铸态分别提高了12～20％、56～80％,强化效果显著．     

碳化物的位向及尺寸对高铬铸铁耐磨性的影响

本文对成分为3.56%C及16.2%Cr的共晶高铬铸铁采用定向凝固的方法,获得了碳化物呈不同粗细的纤维状定向排列的试样。对它们进行了湿砂橡胶轮磨损、三体磨损、冲蚀磨损及冲击韧性试验,并以砂型铸造的试样作为对比。结果表明:在碳化物数量、碳化物类型及基体组织均保持恒定的条件下,碳化物垂直于磨损面定向排列时,耐磨性最高,尤其是在软磨料低角度冲蚀磨损的情况下,其耐磨性比砂型铸造试样的高156%。至于碳化物的粗细与耐磨性的关系与磨损条件有关,并不都是碳化物愈细耐磨性愈好。当碳化物纤维尺寸相同时,冲击方向与纤维相平行时的冲击韧性与砂型铸造的十分接近。     

轧辊用合金白口铸铁显微组织对热疲劳抗力的影响

研究了轧辊用合金白口铸铁的几种材质中不同碳化物形态和不同基体组织对热疲劳抗力的影响,找出了热疲劳裂纹的主要萌生源地和扩展通道,确认了在碳化物和基体中M23C6和奥氏体的热疲劳抗力最佳。     

铸造工艺因素对高铬铸铁组织与性能的影响

本文主要从炉料、铸型及热处理工艺等方面,探讨其对高铬铸铁组织与性能的影响。试验证明,采用的炉料种类配比不同,铸型条件与热处理工艺不同,获得的机械性能有一定差别。在生产中选用较多废钢及低碳铬铁,采用金属型铸造及高温奥氏体强韧化处理,可以提高机械性能,其中冲击韧性提高30%以上。     

淬火工艺对铬结构钢显微组织和力学性能的影响

研究了淬火工艺对低和中碳铬钢的显微组织、冲击韧性和断裂机制的影响．结果表明，提高淬火温度，使中碳钢所获得的、带方向性的纤维状马氏体和呈等边三角形出现的马氏体都是孪晶型的片状马氏体．低碳淬火钢中有相当数量的板条马氏体中也都带有孪晶．并证实，具有细小奥氏体晶粒的细片马氏体或隐针马氏体的冲击韧性值高于粗大的低碳板条马氏体．因此，无论是低碳，还是中碳和高碳钢，当奥氏体晶粒长大倾向稍大时，采取提高加热温度进行淬火的工艺是不可取的     

热处理对高铬铸铁组织和性能的影响

研究了不同热处理状态下高铬白口铸铁显微组织,探讨了热处理对高铬铸铁冲击韧性和硬度的影响,并确定了组织与性能的相关性。分别采用金相显微镜观察热处理后高铬铸铁显微组织,洛氏硬度计测定高铬铸铁的硬度,冲击试验机测定冲击韧性。结果表明：高铬铸铁随着淬火温度的升高,硬度先升后降,冲击韧性则相反。在1 000℃淬火空冷,并在400℃回火时,材料可以获得良好的综合力学性能。     

回火温度对淬火后30MnB5热成形钢组织与性能影响

将30MnB5热成形钢进行淬火和回火处理,利用扫描电镜、透射电镜、能谱仪和拉伸性能检测等方法研究了不同回火温度后的显微组织和力学性能变化.经200℃保温2 min回火后热成形钢的综合力学性能最佳,抗拉强度为1774 MPa,总伸长率为8%,强塑积达14 GPa·%以上,该性能满足热成形后作为汽车结构件的使用要求;并且随着回火温度的升高,力学性能呈非单调性变化.200℃低温回火后,主要为板条马氏体和ε碳化物,位错密度略有降低,析出的ε碳化物粒子呈针状分布在马氏体板条内,长度方向大小为100 nm左右,并与位错发生钉扎作用.随着回火温度的升高,板条马氏体发生回复和再结晶,板条边界逐渐模糊,并向等轴状铁素体转变,位错密度显著降低,ε碳化物逐渐向低能态的近球形渗碳体转变并粗化至200 nm左右,对位错的钉扎作用也随之减弱.     

高钒合金铸铁的组织与耐磨性能

为了提高合金铸铁的耐磨性,通过成分设计、材料配比以及熔炼浇注等工艺,制备出含C质量分数为3.0%的高钒合金铸铁,并分析了高钒合金铸铁的组织与耐磨性能。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对高钒合金铸铁的显微组织及物相进行分析,并对高钒合金铸铁的洛氏硬度、冲击韧性和耐磨性进行研究。结果表明:高钒合金铸铁的组成相主要为原位合成的VC硬质颗粒相、(Cr,Fe)7C3相以及Fe-Cr相,其平均洛氏硬度约为HRC64.2,平均冲击韧性为8.8 J/cm2,耐磨性是高铬铸铁的2倍左右,具有很好的耐磨性能。     

熔模铸造高铬铸铁抛丸器叶片耐磨性

以正交试验法研究高铬铸铁抛丸器叶片最佳热处理工艺参数,通过添加微量钒元素及纳米WC/TiC颗粒,改善高铬铸铁件的耐磨性并提高使用寿命,取得了初步的成效。试验结果发现：当淬火保温时间3 h、回火温度450 ℃、回火时间2 h、叶片硬度60 HRC时,耐磨性最好;微量钒元素和纳米WC/TiC颗粒的加入,可细化叶片微观组织,改变碳化物形貌,使叶片耐磨性提高30%。研究结果表明,优化热处理工艺和添加特殊成分可提高高铬叶片的耐磨性,提高综合效益。     

渗硼对球墨铸铁组织和耐磨性能的影响

为了提高球墨铸铁件的使用性能和使用寿命,对球墨铸铁进行了固体渗硼处理实验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了渗硼层的厚度和渗硼层的组织,并测定了渗硼层的显微硬度,研究了渗硼对球墨铸铁耐磨性的影响。结果表明：球墨铸铁经渗硼处理后,其渗硼层由Fe2B单相组成,渗硼层呈齿状嵌入基体中。渗硼层的厚度随时间延长而增加。球墨铸铁经渗硼处理可获得较高的表面硬度,可达6.49 GPa。渗硼处理能明显改善球墨铸铁的耐磨性,是球墨铸铁的相对耐磨性的2.45倍。     

Effect of scanning speed during PTA remelting treatment on the microstructure and wear resistance of nodular cast iron

The surface of nodular cast iron (NCI) with a ferrite substrate was rapidly remelted and solidified by plasma transferred arc (PTA) to induce a chilled structure with high hardness and favorable wear resistance. The effect of scanning speed on the microstructure, microhardness distribution, and wear properties of PTA-remelted specimens was systematically investigated. Microstructural characterization indicated that the PTA remelting treatment could dissolve most graphite nodules and that the crystallized primary austenite dendrites were transformed into cementite, martensite, an interdendritic network of ledeburite eutectic, and certain residual austenite during rapid solidification. The dimensions of the remelted zone and its dendrites increase with decreased scanning speed. The microhardness of the remelted zone varied in the range of 650 HV_0.2 to 820 HV_0.2, which is approximately 2.3–3.1 times higher than the hardness of the substrate. The wear resistance of NCI was also significantly improved after the PTA remelting treatment.     

Mn元素对过流冷却过共晶Al-22Si-2Fe-xMn合金显微组织及耐磨性的影响

采用常规铸造和分段式倾斜板过流冷却铸造工艺制备Al-22Si-2Fe-xMn合金,研究表明:过流冷却制备工艺能够改善初生Si形貌及尺寸,但对针状富Fe相作用有限.利用扫描电镜、X射线衍射及透射电镜等手段分析过流冷却条件下Mn元素添加对富Fe相晶体结构的影响,通过摩擦磨损实验研究不同Mn/Fe质量比的过共晶Al-Si合金的硬度及耐磨损性能.结果表明:随着过流冷却铸造过共晶Al-Si合金中Mn/Fe质量比增加,合金中四方结构的长针状富Fe相逐渐减少直至基本消失,当Mn/Fe质量比为0.7时,富Fe相主要为六方结构的块状或鱼骨状α-Al15(Fe,Mn)3Si2相,此时,合金耐磨性较未添加Mn元素时有所提升,磨损机制以磨料磨损方式为主.     

Mo含量对铁基熔覆层组织及性能的影响

为改善铁基熔覆层组织的均匀性,提高其耐磨性能,利用X射线衍射仪（XRD）、金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计和磨损试验机,研究了Mo元素对铁基熔覆层组织及性能的影响。结果表明,不添加Mo的熔覆层主要由奥氏体和针状碳化物（M₇C₃）组成,熔覆层组织不均匀,整体硬度波动大,耐磨性较差,磨损过程中出现了大范围剥落;添加Mo元素后,熔覆层组织均匀细化,强化相（M₇C₃及Fe₇Mo₃）主要呈网状分布,整体硬度较为均匀,其中Mo添加量为10%时熔覆层的耐磨性能最好,较基体提升了1.76倍。因此,加入Mo元素可以改善铁基熔覆层组织的均匀性及耐磨性,研究结果可为提升材料表面的耐磨性提供理论参考。     

热处理工艺对高碳贝氏体钢组织与力学性能的影响

借助OM、SEM、XRD等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变工艺及QPB(淬火+配分+贝氏体转变)工艺对高碳贝氏体钢(w(C)=0.79%)显微组织与力学性能的影响。结果表明,采用一步等温贝氏体转变工艺处理试验钢时,当等温温度同为250℃,随着保温时间的延长,钢中贝氏体转变越充分,块状残余奥氏体尺寸降低,组织更为均匀细小;而在较低温度下(200℃)等温处理时,钢中残余奥氏体含量显著降低,贝氏体铁素体板条更细小,材料的强度和硬度提高,而塑性和韧性下降。两步等温贝氏体转变工艺处理(250℃×24 h+200℃×72 h)的试验钢中贝氏体铁素体板条平均尺寸约为82 nm,残余奥氏体体积分数为21.4%,获得了最佳的综合力学性能,抗拉强度达到2040 MPa,伸长率为12.5%,冲击韧性为21 J。QPB工艺提高了贝氏体转变速率,大大缩短了热处理时间,最终得到马氏体+贝氏体铁素体+残余奥氏体的组织,试验钢同时也获得了良好的强度和塑韧性。     

Microstructure and high-temperature wear properties of in situ TiC composite coatings by plasma transferred arc surface alloying on gray cast iron

In this work, an in situ synthesized TiC-reinforced metal matrix composite (MMC) coating of approximately 350–400μm thick-ness was fabricated on a gray cast iron (GCI) substrate by plasma transferred arc (PTA) surface alloying of Ti–Fe alloy powder. Microhard-ness tests showed that the surface hardness increased approximately four-fold after the alloying treatment. The microstructure of the MMC coating was mainly composed of residual austenite, acicular martensite, and eutectic ledeburite. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction analyzes revealed that the in situ TiC particles, which were formed by direct reaction of Ti with carbon originally contained in the GCI, was uniformly distributed at the boundary of residual austenite in the alloying zone. Pin-on-disc high-temperature wear tests were performed on samples both with and without the MMC coating at room temperature and at elevated temperatures (473 K and 623 K), and the wear behavior and mechanism were investigated. The results showed that, after the PTA alloying treatment, the wear resistance of the sam-ples improved significantly. On the basis of our analysis of the composite coatings by optical microscopy, SEM with energy-dispersive X-ray spectroscopy, and microhardness measurements, we attributed this improvement of wear resistance to the transformation of the microstruc-ture and to the presence of TiC particles.     

热处理工艺对Mg-RE-Zn-Zr系合金显微组织及力学性能的影响

通过气体保护制备了Mg-RE-Zn-Zr[RE-Ce-40La（wt％）的富铈稀土]合金,并对合金进行了热处理,测试了不同状态下合金的硬度、抗拉强度及伸长率等力学性能,采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜对合金显微组织、拉伸断口进行了分析。结果发现,采用T6热处理工艺后,合金的晶粒尺寸明显细化,硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率显著提高,分别提高了11％,24％,7．3％和102％。