滚动轴承钢碳氮共渗工艺研究

以GCr15和GCr15SiMn轴承钢为研究对象,进行不同工艺的碳氮共渗热处理实验研究。利用光学显微镜观察试样热处理后的显微组织、晶粒度,利用X-射线衍射仪分析热处理后残余奥氏体的含量,利用硬度仪测量试样热处理后的硬度变化规律,研究共渗温度对渗层组织和性能的影响。研究结果表明:考虑碳氮共渗层深度、显微组织、晶粒度以及硬度综合因素,碳氮共渗温度控制在820℃,碳势控制在1.18%,进行淬火和低温回火的组织和性能较好。该工艺下增加冷处理,GCr15SiMn试样表面硬度从64.5 HRC提高至66.1 HRC,表面残余奥氏体量从22.1%下降至12.5%。冷处理有效降低了表面残余奥氏体含量。

载荷对D2车轮钢滑动磨损表层微观组织和性能影响

目的研究滑动磨损条件下,载荷变化对D2车轮钢表层微观组织和磨损性能的影响。方法利用MRH-30(环块)滑动摩擦磨损试验机进行滑动磨损试验。使用金相显微镜(OM)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和场发射透射电镜(TEM)等设备,分析滑动磨损后表层微观组织、表面磨损形貌和硬度变化。结果不同载荷条件下,随着磨损时间的增加,轮轨试样磨损量逐渐增加。200 N载荷条件下,(环状)车轮试样的磨损量大于100 N车轮试样磨损量,但200 N钢轨(块状)试样的磨损量却低于100 N钢轨试样。滑动磨损后,在不同载荷条件下,车轮试样表面主要形成长条状白层和不连续的月牙状白层。在200 N载荷条件下,由于车轮试样的磨损量较高,其白层厚度和表面白层硬度都小于100 N载荷条件下的车轮试样。在200 N载荷条件下,车轮试样表面更易形成不连续的月牙状白层。由于轮轨试样表面存在微凸体,高载荷会加速车轮试样表面局部微凸体发生严重塑性变形,导致月牙状白层的形成。在白层内片状渗碳体发生明显溶解和铁素体晶粒显著细化。结论车轮表面白层对磨损性能有明显影响。滑动磨损过程中,高载荷条件下,月牙状白层和周边微观组织界面易形成裂纹,裂纹会逐渐沿着界面向内部扩展,导致不连续月牙状白层发生剥落,降低车轮试样表面的硬度,加速车轮试样磨损。另一方面,高载荷会加速无白层区域塑性变形,导致其形成棘轮失效,从而加速磨损。

CL65车轮钢滚动疲劳磨损研究

利用双盘滚动磨损实验机对CL65车轮钢与U75V钢轨钢进行滚动磨损实验,研究CL65车轮钢表面出现的疲劳磨损现象。实验表明:CL65车轮钢的磨损情况由黏着磨损不断向疲劳磨损过渡。机加工表面细晶层主要出现在磨损的初始阶段,疲劳磨损裂纹的形成和扩展出现在细晶层内或细晶层与基体的界面,导致了细晶层的早期疲劳剥离。随着磨损周次的不断增加,原始片状珠光体和先共析铁素体,基体区域表层的塑性变形不断加剧,当塑性应变过大时,疲劳裂纹开始萌生,并逐渐开始向先共析铁素体区域、渗碳体与共析铁素体界面扩展。

焊接参数对硬质合金/钢异质金属高频钎焊接头组织与性能的影响

采用CuZn钎料对硬质合金/钢异种金属进行了高频钎焊,并对高频焊接工艺主要参数(加热时间、加热电流、保温电流和保温时间等)对接头显微组织与性能的影响进行了详细研究。研究结果表明:加热时间和保温电流主要影响焊接过程中的最高温度,加热电流和保温时间主要影响加热过程和保温过程的时间进而影响元素的扩散程度。在其他参数不变条件下,随加热时间和保温电流的增加或随加热电流的减小、保温时间的减少,接头由纯钎焊状态向钎焊、熔焊混合状态转变。接头纯钎焊区域由单一的Cu(s,s)组成,因此,显微硬度稳定在250 HV左右。而熔化区域由于Fe(s,s)的出现,显微硬度显著增加,且随着Fe(s,s)的含量增加,显微硬度数值持续增加。随着加热时间、加热电流、保温电流和保温时间的增加,接头剪切强度均呈先上升后下降的趋势,在加热时间为30 s,加热电流为850 A,保温电流为740 A和保温时间为40 s时接头强度达到最大值288.44 MPa,且接头均断裂在硬质合金侧界面处,主要原因在于脆性η相的生成导致了该区域的脆化。

Ag含量对硬质合金/钢钎焊接头组织与性能的影响

为研究不同Ag含量对硬质合金/钢异质金属高频钎焊接头组织与性能的影响,分别采用BAg50CuZnCd(Ag50)、BAg40CuZnCdNi(Ag40)、BAg30CuZnCd(Ag30)钎料对YG16/35CrMo异质金属进行了高频钎焊,并采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)并结合能谱分析(EDS)对接头的显微组织及物相进行了观察,采用显微硬度仪和拉伸试验机对不同接头显微硬度及剪切性能进行了检测和对比分析。结果表明,采用不同Ag含量的Ag基钎料均实现了硬质合金/钢异质金属的高频钎焊连接,钎料润湿铺展效果较好。Ag50钎料接头焊缝主要由(Ag(s,s)+Cu(s,s))共晶组成,Ag40钎料接头焊缝组织主要由块状Cu(s,s)及(Ag(s,s)+Cu(s,s))共晶组织组成,且随着Ag含量的持续降低,块状Cu(s,s)含量增多。接头显微硬度表明,由于采用Ag基钎料钎焊温度较低,硬质合金与钢母材受热影响较小,显微硬度变化不大。但随着Ag含量的降低,焊缝中心块状Cu基固溶体含量的增加,显微硬度也随之提升。Ag50与Ag40钎料接头剪切强度较高,分别达到245 MPa和237 MPa,Ag30钎料接头由于钎缝中Cu(s,s)含量增加,钎缝协调变形能力降低,导致硬质合金/钎缝侧焊后即出现裂纹,接头剪切强度较低,仅达到149 MPa。硬质合金/钎缝界面由于较大的脆性,成为断裂时的薄弱区域。

表面纳米化对1Cr17不锈钢耐氧化性的影响

用热重仪(TGA)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及其能谱(EDX),研究了表面纳米化对1Cr17不锈钢在700℃水蒸气中耐氧化性的影响。氧化动力学表明,在氧化开始阶段,表面纳米化后氧化速度高于原始样品,与传统喷丸处理后的耐氧化性能相当,但在氧化2小时时就很快达到钝化,氧化速度明显低于原始样品和经传统喷丸的样品。无论是否纳米化处理和经过传统喷丸处理,高温氧化时都在表面都形成了(FeCr)_2O_3型氧化物。但表面纳米化后由于表层高密度的晶界为Cr原子的扩散提供了快速通道,使得(FeCr)_2O_3型氧化物中Cr的浓度迅速提高,形成了致密的Cr_2O_3层,使得耐氧化性能提高。

37CrNi3钢断口遗传机制的研究

对37CrNi3钢经消除了预处理粗大过热组织后与回火脆性同时出现的断口遗传现象进行了研究。结果表明这一断口遗传现象与过热淬火加热时沿奥氏体晶界发生的偏聚有关。即预处理时,沿粗大奥氏体晶粒边界有 P、Cr、Ni 等元素的偏聚,再次加热到850℃不能消除这种偏聚。高温回火后缓冷时,已偏聚的 Cr、Ni 将促进 P 沿原粗大奥氏体晶粒边界偏聚,低温回火时有可能有较多的碳化物沿粗大奥氏体晶粒边界析出。这些都将导致断裂沿原粗大奥氏体晶粒边界发生,引起断口遗传。

焊接参数对YG16硬质合金/35CrMo钢异质金属焊接接头组织与性能的影响

采用BAg50CuZnCd银基钎料作为填充金属,对YG16硬质合金与35CrMo钢进行了高频感应钎焊连接,并分析了焊接温度、加热速度、保温电流和保温时间共16种工艺参数组合对接头显微组织和力学性能的影响规律。研究结果表明:典型接头硬质合金侧界面基本保持原始的硬质合金组织结构,主要是由WC颗粒及Co(s,s)组成,焊缝主要是由Ag(s,s)和Cu(s,s)的共晶组织组成。焊接温度对接头显微组织的影响最为显著。随着焊接温度的升高,焊缝截面的微观组织中亮色Ag基固溶体所占比例越来越小,而灰色片状Cu基固溶体所占比例越来越大。焊接温度和保温时间对接头的剪切强度影响较大,加热速度和保温电流对接头的剪切强度影响不大。接头的剪切强度随着Cu基固溶体含量的增加而升高。由于Cu基固溶体的硬度较高,其含量增加到一定程度时,接头的脆性增大,剪切强度开始降低。所有接头焊缝处的显微硬度值均稳定在210 HV左右,当焊接温度、加热速度、保温电流、保温时间增大时,焊缝中的Cu(s,s)的含量增加,焊缝的硬度值也随之增加。最优参数组合为焊接温度700℃,加热速度20℃/s,保温电流300 A,保温时间20 s,此时接头的强度达到最大值。

37CrNi3钢过热后冷却方式对断口遗传的影响

本文结合金相组织,宏观断口和微观断口对37CrNi3钢经1300℃过热,并以不同方式冷却后,再经正常淬火消除过热粗大组织后出现的断口遗传现象进行了研究.结果表明,经过热后淬火,冷待淬火及空冷预处理所出现的断口遗传均属石状断口,其中经过热后直接淬火试样,断口遗传面积最小.

纳米粉体材料制备技术

论述了国内外纳米粉体制备技术，着重评述了气体祛、气相合成法和机械合金化法，并对机械激活合成法做了简要介绍．

GCr15钢非平衡组织激光加热时的组织转变

对ＣＣｒ１５钢过热淬火和回火组织激光加热时的组织转变进行了研究。结果表明，快速加热时原始组织中的残余奥氏体未发生分解，直接向周围以扩散机制长大，导致原粗大奥氏体晶粒的恢复。加热温度进一步升高将发生奥氏体再结晶，使组织细化，再结晶核心优先在粗大马氏体片处形成。深冷处理有助于避免和消除组织遗传。

机车重要运动部件材料及热处理

按照＂九五＂规划，铁路运输应大力发展高速、重载，这就需要铁路机车的运动部件：曲轴、连杆、连轩螺栓、活塞、活塞环、凸轮轴、气阀、轴承和齿轮等承受越来越高的运动频率和越来越大的荷载，因此，对这些部件的材质和机械性能提出更高的要求。文中仅就目前国内几家主要机车生产厂对这些部件的材质及热处理工艺作了一些介绍。

电刷镀Ni-Fe-W合金的工艺研究

进行了电刷镀技术在紫铜基体上刷镀Ni-Fe-W合金的工艺研究。结果表明,所用的合金镀液有较好的刷镀性能,镀层在回火时有明显的二次硬化现象,在400℃回火时最高硬度可达935H_、

时速250km等级动车组自主化车轮的耐磨性能试验研究

对时速250km等级动车组自主化D1车轮进行耐磨性能试验,并与进口ER8车轮的耐磨性能进行对比。首先在实验室内采用Amsler磨损试验机对这2种车轮试样进行磨损试验,测量各试样的磨损失重量。然后将这2种车轮安装在同一动车组上,在太原南至永济北区间往返运行,通过计算车轮踏面廓形实测线与基准线滚动圆中心位置纵坐标的差值,衡量车轮实际的磨损量。结果表明:自主化D1车轮试样的相对耐磨性能约为ER8车轮试样的1.09倍,且其磨损机理主要为疲劳磨损,同时伴有磨粒磨损的特征;随着运行里程的增加,车轮每万km的平均磨损量逐渐减小,当运行里程达到20万km时,自主化D1车轮每万km的平均磨损量为0.041mm,低于ER8车轮,表明自主化车轮的耐磨性能较进口车轮更为优异。

高能喷丸表面纳米化对工业纯钛组织性能的影响

用高能振动喷丸法对工业纯钛进行了表面纳米化的研究。用X 射线衍射、光镜和透射电镜对表层变形层金相组织、晶粒尺寸、显微硬度进行分析。结果表明 ,具有密排六方晶体结构的工业纯钛经高能喷丸处理后 ,在表面可以形成具有一定厚度的纳米晶粒组织 ;随着高能喷丸时间的增加 ,表面层的晶粒尺寸变小 ,而表面硬度提高。

国内外模具钢发展现状

简要分析了过去、现在乃至今后国内外模具钢(冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢)发展的基本指导思想及在此指导思想下研发的各种新型模具钢。最后对我国模具钢发展和生产中存在的问题进行了分析并提出了建议。

纯钛高能喷丸表面纳米化后粗糙度的分析

通过高能喷丸方法(HSP)使工业纯钛获得约60μm的表面纳米层,并通过表面形貌仪对喷丸后表面粗糙度进行了测量,结果表明,纯钛表面HSP处理后,表面粗糙度增大,喷丸10min时粗糙度达到最大值,继续喷丸粗糙度降低,喷丸60min时粗糙度趋于稳定。喷丸时间60min时表面粗糙度对其疲劳性能的影响最小,表面纳米化效果最佳。

纯钛空化水喷丸表面强化及空蚀损伤

采用空化水喷丸技术对工业纯钛表面进行强化处理,研究表面强化机理及空蚀过程。通过显微硬度仪、光学显微镜对空化水喷丸后试样的表面硬度、显微组织、表面形貌和表面粗糙度进行分析。结果表明:具有密排六方结构的纯钛经过水喷丸处理后,试样表面强化层有大量的变形孪晶和次生孪晶。试样表面硬度最大可提高118HV0.2,而表面粗糙度Ra仅为2.1μm,这说明空化水喷丸对纯钛表面的强化效果显著,而且表面损伤较小。在30MPa水喷丸压力下,纯钛水喷丸最佳时间为80min,强化效果最好。水喷丸后试样的强化表面可分为A、B和C 3个区域。A区表面空蚀最严重,空蚀坑小而密集,B区和C区因受到二次射流的作用,空蚀坑具有明显的方向性。