大截面非调质预硬型塑料模具钢组织对硬度均匀性的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和透射电镜观察了截面尺寸为460mm×800mm的非调质预硬型塑料模具钢(NQP钢)模块心部和表层的组织,结果表明,心部组织较表层粗大,表层存在变形带特征,但精细结构均为位错密度较高的贝氏体铁素体板条和板条间不连续的碳化物或残余奥氏体组成,心部贝氏体铁素体板条稍宽于表层。结合NQP钢连续冷却时的相变特点,分析其截面硬度波动在±1.5HRC内的原因在于其有较好的贝氏体淬透性,模块整个截面上都得到了均匀的贝氏体组织,贝氏体板条宽度和位错密度的差异使得其表层硬度稍高于心部。

热处理对大型镜板硬度均匀性控制的影响

某700 MW水轮机组的大型镜板采用25CrMo4钢锭锻造而成,其镜面硬度均匀性是国产化的技术难点之一.为了给镜板制造工艺的制定提供理论基础,必须对25CrMo4钢的热处理性能进行研究.本文从热处理工艺的角度,采用模拟实验方法分析了淬火温度、回火温度和淬硬深度对25CrMo4的微观组织及硬度均匀性的影响.根据研究结果,对镜板面硬度差的质量控制提出以下热处理参考意见:镜板面各点回火温度波动极限应小于40℃,淬火深度差应控制在30 mm以内,同时要避免淬火时镜板面的不均匀换热.

应用方差分析提高台车退火炉硬度均匀性

石钢公司为了进一步调整产品结构，提升产品档次，新上一座台车式退火炉，但由于对退火工艺的不熟悉和炉型的限制，同批次钢材硬度差值能够达到40～60HB，也无法满足同时对硬度上限和下限都有要求的钢种（硬度范围在40HB以内）。通过引进多因子方差分析法，经过十余次小样试验，最终使同批次同钢种退火硬度差值控制在20HB左右，最好达到了11HB。

大规格5CrNiMoV热作模具钢的硬度均匀性研究

对5CrNiMoV热作模具钢锻后预处理工艺进行了研究。结果表明,按常规工艺处理后,5CrNiMoV热作模具钢的预处理金相组织存在大量未溶碳化物,属于欠热组织,同时锻造遗留下来的粗大组织未能消除,严重影响了后续的调质热处理,硬度均匀性难以满足客户需求。采用重结晶 + 高温固溶的预处理工艺,获得了均匀细小的伪共析组织,大大缩短了球化退火时间,为后续调质处理提供了良好的组织准备,实现了调质硬度 ≥ 42 HRC时,芯表硬度差 ≤ ±1.5 HRC。

提高支承辊辊身硬度均匀性的热处理模拟验证

采用ABAQUS软件对Cr5型支承辊进行热处理数值模拟,计算辊身肩部与中间位置的温度差异。提出对肩部充分加热、缩短空冷时间、增大肩部倒角等优化措施,并进行生产验证。结果表明,生产工艺技术优化后,支承辊辊身硬度均匀性大幅改善,提升产品质量。

关于机床床体淬火导轨硬度均匀性的攻关研究

铸铁导轨经高频淬火后的组织收缩而产生变形常常导致在导轨磨削中导轨两端淬火层磨掉 ,使导轨在全长上硬度不均 ,文中提出采用数控加工将导轨面加工成中凸曲面的方法来补偿淬火变形 。

正火工艺对球铁曲轴硬度均匀性的影响

球墨铸铁曲轴经完全奥氏体化正火后 ,有良好的气硬性。通过调整正火温度和冷却方式 ,可直接获得截面硬度均匀的曲轴 ,提高切削加工效率 ,尤其是5 .5mm细长斜油孔的钻削加工。

基体预热对激光熔覆制备M2钢熔覆层表面硬度均匀性的影响

研究了基体预热对M2钢熔覆层表面硬度均匀性的影响,利用数学标准差方法表征了熔覆层表面硬度均匀性。结果表明:基体预热前,熔覆层表面凸起明显,组织结构为柱状晶和等轴晶混合组织,表面显微硬度极差为448.2 HV,硬度波动系数达83;基体预热后,熔覆层表面平整度变好,组织结构转变为单一形态树枝晶,表面显微硬度极差为176.1 HV,硬度波动系数降低到46.3。通过温度场数值模拟,发现基体预热使熔池峰值温度提高,但在中心到边缘区间,温度梯度在熔池凝固过程中降低;通过残余应力数值模拟,发现基体预热不仅降低熔覆层内残余应力,还降低熔覆层内残余应力的波动幅度。最后,结合温度场、应力场模拟结果及组织结构,探讨了基体预热对熔覆层表面硬度均匀性的影响机理。

回火工艺对预硬态718H模具钢硬度均匀性的影响

利用台式硬度计、全自动显微维氏/努氏硬度计和扫描电镜,研究不同回火工艺下66 mm预硬态718H模具钢板的硬度变化规律和显微组织演变规律。结果表明:当回火时间为200 min,回火温度520~600℃时,随着回火温度升高,马氏体板条逐渐分解,碳化物析出数量和尺寸增加。全厚度硬度差呈下降趋势,表面布氏硬度由375 HBW降低至300 HBW,心部硬度由377 HBW降低至306 HBW;全厚度显微硬度最高值由622 HV降低至366 HV,硬度极差由255 HV降低至80 HV以内,硬度均匀性随回火温度升高改善明显。回火温度为570~580℃时,表面硬度为320~340 HBW,满足标准要求的310~355 HBW;回火温度低于560℃,硬度超标准要求的上限;回火温度为600℃时,硬度低于标准要求的下限。当回火温度为570℃,回火时间为150~250 min时,随着回火时间增加,合金元素脱溶量增加,析出球化长大。硬度随保温时间增加而降低,表面硬度由360 HBW降低至342 HBW,心部硬度由348 HBW降低至338 HBW;全厚度显微硬度最高值由439 HV降低至368 HV,硬度极差由82 HV降低至42 HV以内,硬度均匀性随回火时间增加而改善。

SDPM钢高硬度均匀性热处理工艺研究

利用热膨胀仪对塑料模具钢SDPM在不同冷速下的过冷奥氏体连续冷却转变行为进行了研究，并探讨了不同淬火方式获得的两种组织经不同温度回火后的组织和硬度的变化规律。结果表明：SDPM钢过冷奥氏体连续冷却过程只包括贝氏体和马氏体转变，而无珠光体或铁素体转变；当冷速在0．02～0．5℃／s时，转变产物以贝氏体和M／A岛混合组织为主；当冷速大于0．5％／s时，转变产物以马氏体转变为主。SDPM钢的回火温度从510℃升高到570℃，马氏体淬火组织的硬度从40．3HRC下降到37．7HRC，等温贝氏体淬火组织硬度从39．5HRC下降到38．2HRC；继续升高回火温度到610℃时，马氏体淬火组织硬度下降到32．8HRC，等温贝氏体组织硬度下降到33．6HRC。获得最佳硬度均匀性的回火温度为550℃。

热成型钢边部性能均匀性研究

针对热成型钢边部硬度不均的现象,通过实验优化合金成分,在原有成分体系的基础上,降低Mn、Cr的含量,得到合适的成分配比,降低钢板的淬透性,同时考虑到改进成分对力学性能可能造成不利的影响,对实验钢力学性能、微观组织等进行分析测定。结果表明实验钢的力学性能满足车身防撞钢管生产要求,同时带钢边部硬度均匀性得到有效改善。

磁控电渣重熔对M2高速钢凝固组织及力学性能的影响

本文在M2高速钢的电渣重熔过程中施加了横向稳恒磁场,利用光学显微镜、扫描电镜和金属夹杂物分析仪等方法检测了外加横向静磁场对M2高速钢电渣锭凝固组织、夹杂物及力学性能的影响。结果表明,应用横向静磁场后M2电渣锭的凝固组织得到改善,其中,晶粒生长角由52.03°降低至21.99°;熔池深度由44.2 mm降低至18.8 mm;共晶碳化物尺寸得到了细化,粗大的网状聚集得到破碎。夹杂物的去除效率得到了提升,在4 mm^(2)的检测区域内,夹杂物的数量由2119个降低至1064个。电渣锭横/纵截面的硬度均匀性均获得了提升。分析认为,外加横向稳恒磁场与重熔电流交互作用产生的电磁振荡效应减小了金属熔滴的尺寸,促进熔滴分散滴入金属熔池,使得熔池中的温度分布更加均匀,形成更加浅平的金属熔池。同时,更加浅平的金属熔池减小了局部凝固时间,抑制了共晶碳化物生长的动力学条件,从而获得更加细小的碳化物尺寸。外加横向静磁场在液膜层-熔滴-熔池三阶段强化去除作用提升了夹杂物去除效率。

激光熔覆用高硬度铁基合金的研究与应用

研究了激光熔覆Fe Ni Cr B Si合金粉末时粉末中的碳含量对于熔覆层组织、开裂敏感性、硬度和硬度均匀性的影响。结果表明 ,粉末含碳量的微小变化能显著改变熔覆层的组织和性能 ;在相同工艺条件下 ,粉末含碳量在一定范围内可显著提高熔覆层的硬度、降低熔覆层开裂敏感性 ,从而获得高硬度无裂纹的熔覆层 ;碳含量的增加可提高熔覆层的硬度均匀性。

贝氏体预硬型塑料模具钢大模块硬度与组织分析

对860 mm厚非调质预硬型塑料模具钢(NQP钢)大模块进行解剖,测定了模块截面硬度、碳含量,并对不同部位的组织进行了金相观察,测定了该钢的CCT曲线。结果表明:整个模块截面碳偏析程度在0.04%～0.06%,碳含量分布规律与硬度分布规律一致;CCT曲线表明其具备良好的淬透性,在0.015～0.1℃/s的冷速范围内可获得完全的贝氏体。分析其截面硬度波动在±1.5 HRC内的原因在于此钢具有较好的贝氏体淬透性,大模块整个截面上都获得了均匀的贝氏体组织,能满足大截面塑料制品行业的使用要求。

合金化对高镍铬钼铸铁合金凝固组织及硬度的影响

对高镍铬钼铸铁合金进行了合金化处理实验,研究了V、Nb合金元素对该合金凝固组织、碳化物尺寸和分布及硬度的影响规律。结果表明,当钒和铌元素含量超过1%时会导致合金凝固组织中碳化物变得粗大,碳化物由针状变成条状、鱼骨状以及块状;同时下贝氏体组织转变充分并长大,合金的硬度不断提高,但是该合金的硬度均匀性变差。

变质处理对高镍铬钼铸铁复合轧辊工作层组织及性能的影响

对高镍铬钼铸铁复合轧辊进行了不同的变质处理工艺试验,研究了不同变质剂对高镍铬钼铸铁复合轧辊显微组织组成、碳化物尺寸和分布、硬度的影响规律。结果表明,当加入CrN变质剂时,鱼骨状碳化物变短、变细,分布离散,试样硬度均匀性提高;加入CrN和FeV变质剂后,碳化物转变成短条状,尺寸细化,分布较弥散,试样硬度均匀性进一步提高;当加入CrN和FeV以及复合稀土变质剂时,碳化物转变成颗粒状,分布弥散均匀,试样硬度提高,但硬度均匀性变化不大。

回火工艺对高镍铬钼铸铁合金组织及硬度的影响

对高镍铬钼铸铁合金进行了回火处理实验,研究了回火温度和保温时间对合金显微组织及硬度的影响规律。结果表明,随着回火温度的升高,组织中的碳化物形成网状结构,二次碳化物弥散析出,残余奥氏体减少,下贝氏体转变充分,提高了合金的硬度和硬度均匀性;随着回火温度继续升高,碳化物粗化、二次碳化物减少以及贝氏体粗化又导致了合金硬度的下降;随着一次和二次回火保温时间的增加,碳化物变得更加连续,二次碳化物颗粒弥散分布,提高了合金硬度和硬度均匀性,但是随着保温时间延长,碳化物和贝氏体都变得粗化,导致了合金硬度又下降。

“华龙一号”核电核一级紧固件用SA540材料力学性能的研究

“华龙一号”核电工程用SA540材料核一级紧固件,在高温使用环境下,具有严苛的力学性能要求。为此,研究“华龙一号”核电核一级紧固件用SA540材料的力学性能参数是非常必要的。实验准备SA540材料制成验证力学性能值所需的试样,设定热参数,利用不同实验方法和实验检测设备,验证SA540材料试样的力学性能参数。实验结果表明:在RT及350℃温度条件下,试样的硬度均匀性、延伸率、断面收缩率及侧向膨胀量等力学性能值均满足“华龙一号”核电核一级紧固件的安全等级要求。

DC53钢连轧棒材退火工艺研究

为了满足DC53材料对加工硬度的特殊需求(硬度≤220 HB),对冷作模具钢DC53热轧材进行了不同退火工艺的试验。结果表明DC53的退火硬度与球化退火的工艺有很大关系,球化退火加热温度850℃、等温温度750℃为最佳退火工艺。在生产中应用该最佳退火工艺后,钢材的硬度均匀,平均硬度HB210左右,金相组织合格,满足用户标准要求。

RX气+天然气渗碳工艺优化设计研究

目前RX气+天然气渗碳工艺在国内推广较晚,对其工艺设计研究较少。为验证该渗碳工艺在军品零部件上的适用性,并实现工艺过程和渗碳产品质量可控,研究了典型渗碳材料在RX气+天然气气氛下渗碳后的渗层和心部微观组织、渗层均匀性、渗层硬度梯度以及淬火后的硬度均匀性等情况。研究表明,通过对RX气+天然气气氛下渗碳工艺过程研究,材料为20Cr2Ni4A的试样在RX气+天然气气氛下渗碳微观组织能够达到一级水平;渗层均匀性在满足标准的前提下实现了提升;渗碳层与基体之间的过渡层碳浓度梯度平缓,硬度均匀性较好,该工艺可适应于普通耐磨要求的渗碳件,但由于硬度很难达到60 HRC以上,因此,不建议60 HRC以上硬度要求的零件采用该渗碳工艺。