S含量对18CrNiMo7-6齿轮钢中夹杂物和疲劳性能的影响

以w[S]为0.002%(低S含量)和0.022%(高S含量)的两种18CrNiMo7-6齿轮钢为研究对象,参照齿轮热处理工艺获得伪渗碳试样,并对其力学性能、显微组织、疲劳性能和夹杂物分布进行了分析表征。结果表明,两种齿轮钢的强度基本相当,而高S含量试验钢具有更好的塑性和低温冲击韧性,并且其疲劳极限、疲劳寿命均优于低S含量试验钢,疲强比由0.445提高到0.479。S含量显著影响钢中的夹杂物分布情况:低S含量试验钢中夹杂物以MnS-Oxide为主,数量较少,同时尺寸更大;而高S含量试验钢夹杂物以CaS-MnS-Oxide复合型夹杂物为主,数量提高1倍以上,但尺寸更为细小。高S含量试验钢采用Ca处理工艺对夹杂物进行改性,夹杂物尺寸明显细化,有利于钢的塑韧性提升,并改善疲劳性能。

高品质齿轮钢的最新研发进展

文章综述了近年来高品质齿轮钢的研究进展,包括高质量稳定性齿轮钢、高温渗碳齿轮钢以及超长寿命齿轮钢等方面,重点在不大于4HRC窄淬透性带宽控制技术、960℃以上高温渗碳晶粒长大控制技术以及10^(9)周次超高周疲劳破坏机理及控制技术等方面,为高品质齿轮钢的开发及应用奠定了基础。

20MnCr5齿轮钢氧含量控制及其对钢的疲劳性能影响

提出了100 t EAF-LF-VD-CC-CR全流程控制齿轮钢氧含量的工艺措施;研究了0.00053%~0.00145%氧含量20MnCr5齿轮钢的旋转弯曲疲劳性能、断口和夹杂物尺寸。结果表明,钢中总氧含量越高,最大夹杂物尺寸也越大,疲劳强度越低,当[O]≤0.0010%时,随[O]降低,疲劳强度升高幅度较小;试验钢在表层不产生疲劳裂纹的临界夹杂物尺寸为21μm,距表面深度30~430μm的浅层区域为相对安全区域,其中的夹杂物很难引起疲劳开裂。

Nb微合金化对20CrNiMoH齿轮钢淬透性的影响

在20CrNiMoH钢中添加了0.03%的Nb,通过末端淬火试验、物理化学相分析以及热膨胀试验等研究Nb对试验钢在950和1200℃淬火时对其淬透性的影响。结果表明:当淬火温度为950℃时,Nb主要在析出相中,由于Nb的添加细化了晶粒,含铌钢的淬透性低于不含铌钢。当淬火温度为1200℃时,NbC析出相发生回溶,Nb固溶到奥氏体晶粒中,含铌钢的淬透性高于不含铌钢。热膨胀试验结果表明固溶Nb具有降低试验钢的临界冷却速度,提高Ms点以及推迟珠光体铁素体转变,扩大马氏体贝氏体相区的作用,从而提高其淬透性。

热处理对42CrMo钢的耐延迟断裂性能的影响

对42CrMo钢进行了淬火回火处理和等温淬火处理,探讨热处理工艺对高强度钢的耐延迟断裂性能的影响.缺口拉伸实验表明,与淬火回火相比,等温处理后42CrMo钢在抗拉强度为1500 MPa级时具有优良的耐延迟断裂性能.组织观察发现,42CrMo钢等温处理后由下贝氏体组成,ε-碳化物分布在贝氏体板条内部,原奥氏体晶界无碳化物,因而耐延迟断裂性能较好.随等温温度的降低,贝氏体板条变细,强度增加,耐延迟断裂性能也提高.可见,通过等温处理获得下贝氏体组织是改善1500MPa级合金结构钢的耐延迟断裂性能的一种有效途径.

高强度炮钢的组织和力学性能

研究了PCrNi3MoVA、 32Cr2Mo1VA和 2 5Cr3Mo3NiNb等三种高强度炮钢淬火高温回火后的显微组织和力学性能。结果发现 ,2 5Cr3Mo3NiNb钢组织中碳化物总量高、并且含有大量的M2 C碳化物 ,表现强烈的回火二次硬化效果。 2 5Cr3Mo3NiNb钢高温强度和硬度下降率低于PCrNi3MoVA钢 ,与 32Cr2Mo1VA钢相当 ,而其断裂韧性高于 32Cr2Mo1VA钢。 2 5Cr3Mo3NiNb钢具有高的韧性和高温强度及硬度 。

氢对高强度钢缺口拉伸强度的影响

利用慢应变速率拉伸试验方法研究高强度钢SCM435的氢脆敏感性。结果表明,SCM435钢经淬火回火抗拉强度为1450MPa时具有高的氢脆敏感性。经充氢后试样的缺口拉伸强度降低,并且随可扩散氢含量的增加,缺口拉伸强度呈幂函数方式下降。不同应力集中系数试样的试验表明,氢致断裂与局部氢浓度峰值和应力峰值有关。

V-Nb微合金化重载齿轮钢的组织和力学性能

研究了Cr-Ni-Mo系重载齿轮钢经V-Nb微合金化处理前后的组织及力学性能。结果表明:经过V-Nb微合金化处理后,钢的奥氏体晶粒得到显著细化,在渗碳温度范围内10h保温时不会发生奥氏体晶粒的异常长大;伴随着晶粒的细化,冲击吸收功得到了提高;晶粒细化也使该钢渗碳层的组织和性能得到了改善。

3Cr-3Mo二次硬化钢的回火组织和力学性能

研究了 3 Cr- 3 Mo二次硬化钢淬火回火后的组织和力学性能。结果表明 :随回火温度的升高 ,试验钢中先后析出 M3C、M2 C和 M7C3等碳化物 ,在 5 75℃回火时硬度达到峰值 ;40 0～ 5 75℃回火后试验钢的抗拉强度约为 160 0 MPa,冲击韧性为 3 0 J/ cm2 ;回火温度高于 60 0℃时 ,强度和硬度迅速下降 ,冲击韧性增加 ;64 0℃回火时 ,以 M2 C型碳化物为主 ,抗拉强度为 110 0 MPa,冲击韧性增加至 5 5 J/ cm2 。

奥氏体化对3Cr-3Mo-Nb二次硬化钢的组织和力学性能的影响

研究了淬火奥氏体化温度和保温时间对 3Cr - 3Mo -Nb二次硬化钢的组织和力学性能的影响。结果发现 ,由于微合金化元素Nb的加入有效阻止了淬火保温时奥氏体晶粒的长大 ,当淬火温度高于 110 0℃时 ,奥氏体晶粒才显著长大。随淬火温度的升高 ,碳化物溶解更充分 ,强度和硬度增加 ,塑韧性在 110 0℃出现峰值。 10 5 0℃淬火保温时间少于 30min时 ,碳化物未充分溶解 ,强度和塑性都较低。因此 ,为保证回火时有足够的M2 C型二次硬化碳化物析出 ,最佳淬火温度为 10 5 0～ 110 0℃ ,保温时间为 30～ 6 0min。

激光熔覆Fe_p/Cu复合涂层组织特征及其形成机理研究

利用２ｋＷ的ＣＯ２气体激光器在Ｑ２３５钢表面熔覆Ｃｕ＋５％Ａｌ混合粉末，获得了外观质量良好的熔覆层。ＳＥＭ观察发现，熔覆层中有圆形颗粒存在，且有规律分布。成分分析表明，颗粒为富Ｆｅ相。提出一个激光熔覆模型对颗粒形成过程进行了解释。

25Cr3 Mo3NiNb二次硬化钢冲击性能的研究

研究了二次硬化钢 2 5Cr3Mo3NiNb的冲击韧度随回火温度和试验温度的变化。结果发现 ,试验钢在2 0 0℃回火时冲击韧度较高 ,30 0～ 60 0℃回火时冲击韧度值较低 ,60 0℃以上回火时冲击韧度值迅速升高 ,640℃回火时冲击韧度达到最高值 5 5J/cm2 ,640℃以上回火时冲击韧度值有所降低。 640℃回火后试验钢的冷脆转变温度为 10℃ ,屈服强度为 960MPa ,可以满足兵器特种结构件高强度高韧性的要求。

25Cr3 Mo3 Ni Nb二次硬化钢中的碳化物

利用TEM和萃取相分析方法,研究了25Cr3Mo3NiNb二次硬化钢淬火回火组织中的碳化物。结果表明,随淬火奥氏体化温度的升高,M6C型碳化物逐渐溶解。于1050℃奥氏体化时M6C型碳化物全部溶解,淬火态试样中只有少量的Nb(C,N)颗粒和自回火M3C型碳化物。随回火温度的升高,先后析出ε、M3C、M2C和M7C3等类型的碳化物。Nb(C,N)颗粒可以阻止淬火奥氏体晶粒的异常长大,而高温回火析出的M2C碳化物有二次硬化作用,从而提高回火稳定性和高温强韧性。

热处理工艺对25CrNiWVA钢的组织和力学性能的影响

研究了一种新型低合金超高强度钢 2 5CrNiWVA经不同温度淬火和回火后的力学性能和微观组织的变化规律。结果发现 ,在 90 0～ 94 0℃淬火 ,340℃左右回火时 ,2 5CrNiWVA钢的组织为均匀细小的回火马氏体 ,其力学性能分别达到 :σb≥ 15 0 0MPa ,σ0 .2 ≥ 130 0MPa,δ5≥ 12 % ,ψ≥ 6 0 % ,Aku≥ 5 0J。 2

激光熔覆Cu基复合涂层工艺与组织特征研究

利用２ｋＷ的ＣＯ２气体激光器在４５钢上熔覆Ｃｕ＋Ｃｒ２Ｏ３粉末，获得了良好的的熔覆层。ＳＥＭ观察发现，熔覆层组织中出现分层现象，由黑白两层交替组成。成分分析结果表明，黑层组织是富Ｆｅ相，而白层组织是富Ｃｕ相。以上双层组织形成过程与激光熔覆时溶池中的流动密切相关。

等温时间对30Cr MnSi2 NiNb钢的组织和力学性能的影响

研究了自行设计的高强钢 30CrMnSi2NiNb在稍高于Ms点温度经不同等温时间处理后的组织和力学性能。结果发现 ,随等温时间的延长 ,强度和硬度先下降后稍有上升 ,塑性和耐延迟断裂性能则先升高后稍有降低。当等温时间为 30～ 6 0min时 ,强度和硬度为最低而塑性和耐延迟断裂性能达到最高 ,此时抗拉强度约为 15 0 0MPa ,KISCC值约为 2 5MPa·m1/ 2 。组织观察和分析表明 ,随等温时间的延长 ,贝氏体转变趋于完全 ,贝氏体含量增加 ,马氏体含量降低 ,残留奥氏体含量先增加而后降低。可见 ,通过选择合适的等温工艺 ,可以使 30CrMnSi2NiNb钢中的残留奥氏体含量增加 。

热处理工艺对30CrNiWVA钢的组织和力学性能的影响

研究了一种新型低合金超高强度钢 30CrNiWVA经不同温度淬火、回火后的力学性能和微观组织的变化规律。结果发现 ,淬火温度在 90 0℃～ 94 0℃、回火温度在 340℃左右时 ,30CrNiWVA钢回火马氏体组织均匀细小 ,σb≥ 170 0MPa、σ0 .2 ≥ 15 0 0MPa、δ5≥ 12 %、ψ≥ 5 5 %、Aku≥ 5 0J ,可以满足某些航空结构件在35 0℃回火后高强度和高韧性的要求。

30Cr2MoVA钢环形大锻件热处理组织和硬度的预测

大型锻件热处理后的组织和硬度与材料成分和热处理工艺密切相关。本文利用FDM法计算了30Cr2MoVA钢环形大锻件淬火温度场及其在700℃时的冷却速度,结合淬火和回火组织及性能经验模型,对不同成分和热处理工艺下的组织和硬度进行了预测。实际生产检验结果表明,预测结果具有较高精度。该方法对大型锻件的生产具有一定的指导意义。

激光熔覆Co基合金+W工艺与组织结构特征研究

利用 2kW的CO2 激光器在Q2 35钢表面熔覆Co基合金 +W混合粉末 ,能够获得外观质量良好的熔覆层。激光熔覆所需最小比能随W含量的增加而增大。熔覆层的组织由γ′ Co枝状晶及枝晶间γ′ Co和M7C3共晶组成 ,没有发现W颗粒。分析结果表明 ,W颗粒在Co基合金熔体中溶解 ,并在Co基合金凝固后固溶于γ′ Co。由于W溶解反应过程需要吸热 ,因而使激光熔覆所需能量增加。

超高强度钢25CrNiWVA和30CrNiWVA的连续冷却转变

利用热膨胀法和金相检验法研究了新型低合金超高强度钢 2 5CrNiWVA和 3 0CrNiWVA连续转变曲线。