轧后水冷对20CrMnTiH钢组织影响的研究

利用热模拟试验机研究了轧后穿水冷却过程中奥氏体晶粒尺寸和形态的变化,以及对组织转变的影响机理。结果表明,对于终轧温度≥950℃的轧材,穿水对组织转变的作用为抑制再结晶晶粒的粗化,增加铁素体相变的形核位置,促进铁素体相变,从而抑制贝氏体相变。对于终轧温度≤900℃的轧材,穿水对组织转变的作用为抑制轧材的再结晶,保留形变储能,提高铁素体形核率,促进铁素体相变,从而抑制贝氏体相变。通过以上两种机制,在850~1000℃轧后穿水都能明显促进铁素体相变,抑制贝氏体相变。

缺口、短裂纹以及夹杂物对高强钢疲劳强度的影响

简要总结了缺口、短裂纹以及夹杂物等不同尺度缺陷对高强钢疲劳强度的影响。介绍了疲劳短裂纹问题的研究历程和众多解释模型。回顾了缺口、短裂纹以及夹杂物对高强钢疲劳强度影响的经验公式,并指出了这些经验公式和模型是互洽的。明确了钢材的强度越高,缺陷长度越大。疲劳强度由疲劳裂纹扩展门槛值决定,或者由光滑试样的疲劳强度决定。

利用等温退火工艺显示齿轮钢连铸坯枝晶形貌

提出了一种齿轮钢连铸坯枝晶显示方法，其核心在于利用等温退火工艺将碳元素富集到合金元素较高的枝晶间，在缓冷后形成珠光体，之后用浓度为4％的硝酸酒精溶液将其侵蚀出来。采用本方法能将齿轮钢连铸坯的枝晶清晰地显示出来，并可以测量一次枝晶间距和二次枝晶间距，为优化齿轮钢连铸工艺提供依据。本方法和现有方法相比，枝晶显示得清晰、准确，省去了复杂的腐蚀试剂的配制，便于检测人员操作的规范和快捷，并适合推广到其他合金钢种枝晶显示。

轧材规格对其等温退火后带状组织级别的影响

利用等温热处理工艺研究了20Cr Mn Ti H齿轮钢在同一连铸工艺条件下,带状组织的分布和连铸坯枝晶的对应关系,轧材规格对等温退火带状组织的影响以及满足标准要求的临界压缩比。结果表明,等温退火后从表面到心部带状组织级别增大,其原因是连铸坯从表面到心部枝晶间距的增大。随着轧材规格的增大,等温退火后带状组织的铁素体平均带宽随之变宽,二者之间有良好的线性关系。为满足Q/CAM-10.1-2013标准对带状组织的要求,轧材压缩比不小于32。

脱碳对55SiCr弹簧钢感应热处理后表面组织和硬度的影响

55SiCr弹簧钢通过预热处理，获得了不同形态的表面脱碳。利用高频感应淬火线和回火炉研究了表面脱碳对感应热处理后以及回火后的组织和硬度的影响。结果表明，试样表面出现全脱碳时，在淬火时不能转变为马氏体，淬火、回火后的硬度均在150-300HV之间，因此要避免产生全脱碳。试样表面出现部分脱碳，在淬火过程中转变为板条马氏体，其硬度较低，在后续回火过程中，该马氏体不变化，造成其硬度和基体差距减小。

2％残氧气氛下化学成分对高碳钢脱碳层深度的影响

利用同步热分析仪研究了2％残氧气氛下化学成分对高碳钢脱碳层深度的影响。试验结果表明，化学成分从碳扩散系数、脱碳边界的碳比值和氧化层深度等方面影响总脱碳层深度。其中，铬显著降低了碳扩散系数，硅对碳扩散系数的影响不明显；碳和铬显著降低脱碳边界的碳比值，硅影响不明显；硅在1150℃以下时可明显降低氧化层深度，而在1150℃以上时则明显加深氧化层深度，其他元素对氧化层深度的影响不明显。各钢种的脱碳层深度从深到浅排序为60Si2Mn、92A和GCr15。

铌含量对20CrMnTi淬透性的影响

通过末端淬透性试验，研究了铌含量对20CrMnTi淬透性的影响。试验结果表明，铌含量不同的试验材料，其硬度分布比较接近；随着距淬火端面距离的不同，其组织变化规律基本相似。由此可见，铌含量不影响20CrMnTi的淬透性。

GCr15轴承钢超高周疲劳性能与夹杂物相关性

真空冶炼与电渣重熔2种工艺制备的GCr15轴承钢的超高周疲劳测试结果表明,电渣重熔能更好地控制钢中夹杂尺寸及其分散性,因此具有较好的疲劳性能.实验与理论分析表明,对于一定强度的材料,疲劳萌生处的颗粒亮区(GBF)边界处的应力强度因子范围(ΔK_(GBF))为一恒定值,且随材料的屈服强度增加ΔK_(GBF)逐渐减小。

氢对高强弹簧钢50CrV4超高周疲劳性能的影响

制备了3种不同氢含量的高强弹簧钢50CrV4样品(淬火、回火样品,0.6×10^(-6);真空退火样品,0.2×10^(-6);高温高压热充氢样品,2.5×10^(-6)).SEM观察表明,疲劳断口内部起裂源为小夹杂团簇;疲劳强度测试表明,随氢含量(c)的增加,疲劳强度基本上按σ_0-αexp(c)规律降低,Basquin方程中的Basquin指数随氢含量的增加有明显变化.

55SiCr弹簧钢表面脱碳的研究

研究了在2%残氧下,加热温度和时间对弹簧钢55SiCr脱碳层深度和组织形貌的影响规律,并运用菲克定律讨论了脱碳层深度与温度、时间的定量关系。结果表明,55SiCr钢在500～1 200℃保温30 min后,总脱碳层深度随着加热温度的升高而增加,没有出现全脱碳;在950℃和1 150℃保温5～80 min,随着保温时间的延长,脱碳层深度呈增大趋势。相对于加热时间而言,加热温度对脱碳层深度的影响更明显。

不同循环载荷下54SiCr6钢的疲劳强度

对高强弹簧钢54SiCr6在3种循环加载条件下(旋转弯曲,超声和拉压)的疲劳性能进行了测试和比较.由于疲劳试样存在应力梯度和尺寸差异,3种循环载荷下对应的疲劳强度有较大差别.断口分折表明,3种疲劳样品也具有不同的断口形貌.通过计算高应力截面积,可以得到不同载荷下疲劳强度之间的定量关系,从而为评估不同载荷下的不同试样的高强钢疲劳强度提供依据.

高级别煤矿巷道锚杆钢的冲击性能研究

选择OM、SEM、EPMA和能谱仪,研究了显微组织、夹杂物、心部成分偏析对高级别煤矿巷道锚杆钢冲击韧性的影响。结果表明:两种试验钢的冲击功平均值分别为46 J和24.7 J。冲击值低的试验钢心部存在马氏体组织和链状的大型夹杂物,可导致冲击性能降低。C、Mn等成分偏析导致了心部马氏体的大量转变。

国内外金属3D打印关键技术及发展现状

简介了金属3D打印技术本质与分类，依据实施方式不同分别介绍了粉末床熔合技术和定向能量沉积技术等2大类金属3D打印技术，并归纳总结了国内外金属3D打印技术研究现状及我国3D打印技术的支持政策。最后结合物理冶金原理，指出了金属3D打印技术主要技术难点及重点研究的内容，并对金属3D打印技术需要面对和解决的主要问题进行了概述。

炉气含氧量对弹簧钢55SiCr脱碳的影响

利用马弗炉和同步热分析仪,分析了850℃加热时,炉气氧含量对弹簧钢55SiCr脱碳的影响。结果表明,在马弗炉中850℃保温10 min,试样表面出现了明显的全脱碳层,且全脱碳层的厚度随保温时间的延长而增加,但增速在30 min后变慢。同步热分析仪中850℃保温,在2%～6%炉气含氧量下,保温30 min,试样均未出现全脱碳。在10%炉气含氧量下,保温30 min时,出现全脱碳和部分脱碳。降低含氧量抑制了55SiCr钢的全脱碳,在不形成全脱碳的情况下,含氧量对部分脱碳层厚度的影响很小。

铌对20CrMnTi钢渗碳过程中晶粒粗化行为的影响

通过模拟渗碳试验,研究了Nb对齿轮钢20Cr Mn Ti晶粒粗化行为的影响。结果表明,由于析出含Nb析出相,Nb能显著提高在模拟渗碳过程中的晶粒粗化温度。晶粒粗化温度由析出相的体积分数和析出相的尺寸决定。当模拟渗碳温度较低时,时间对析出相尺寸影响不明显;当渗碳温度较高时,延长时间析出相明显粗化。因此,对于Nb含量较低的试样,1 h和6 h模拟渗碳的晶粒粗化温度接近;而对于Nb含量较高的试样6 h模拟渗碳的晶粒粗化温度比1 h的低。

Nb含量对20CrMnTi钢淬透性的影响

通过末端淬透性试验,研究Nb含量对20CrMnTi钢淬透性的影响。试验结果表明,Nb含量不同的试样,其硬度分布比较接近;硬度曲线上的拐点位置都在5~7 mm处;而且随着距淬火末端距离的不同,其组织变化规律基本相似。由此可见Nb含量不影响20CrMnTi钢的淬透性。Nb对C含量和晶粒度的影响较小,对淬透性的影响较小;固溶的Nb含量很少,不能提高淬透性;Nb的析出相不会促进铁素体形核,不会降低钢的淬透性。

利用合金元素偏析显示齿轮钢连铸坯枝晶的方法

提出了一种利用合金元素偏析显示齿轮钢连铸坯枝晶的方法。该方法通过对连铸坯进行等温退火使C元素富集到合金元素较高的枝晶间,缓冷后形成珠光体,硝酸酒精侵蚀出的珠光体组织即代表枝晶间。利用本方法可清晰、准确地将枝晶显示出,并可测量一次枝晶间距和二次枝晶间距,为优化齿轮钢连铸工艺提供依据。而且硝酸酒精溶液侵蚀省去了复杂的腐蚀试剂配制,便于检测人员操作的规范和快捷。

60Si2Mn弹簧钢全脱碳的影响因素

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了高温加热、冷速以及α+γ两相区加热对60Si2Mn弹簧钢全脱碳的影响。结果表明,高温加热对全脱碳层深度和总脱碳层深度的影响最大,是决定性因素;当冷速大于0.5℃/s,冷速对全脱碳层深度影响不大,但决定全脱碳层的形貌;在高温段保温一段时间的情况下,α+γ两相区加热对全脱碳层深度的影响很小;在高温段不保温的情况下,α+γ两相区加热产生的全脱碳层会遗留到试样的最终表层。

2%残氧气氛下硅对弹簧钢氧化速率的影响

利用同步热分析仪研究了2%(体积分数)残氧气氛下硅对弹簧钢氧化速率的影响。实验表明,硅元素在1 170℃以下对氧化有阻碍作用,而1 200℃时有明显的促进作用。在1 170℃及以下,60Si2Mn弹簧钢氧化层和金属基体之间有一个硅酸亚铁层,阻碍了铁离子向外扩散,导致了氧化减慢。而1 200℃时该层呈液态,并渗入氧化铁皮中,促进铁离子向外扩散和氧离子向基体扩散,加重了氧化。

Nb含量对20CrMnTiH钢奥氏体晶粒长大行为的影响

研究了不同Nb含量的20CrMnTiH齿轮钢的奥氏体晶粒长大行为。采用光学显微镜和透射电镜分析了试验钢分别加热到950~1200℃奥氏体化保温1 h后的奥氏体晶粒变化和析出相情况。结果表明,随着Nb含量的增加,晶粒粗化温度不断提高。保温时间为1 h的情况下,每增加0.03%Nb,晶粒粗化温度提高50℃;超过晶粒粗化温度后,含Nb析出相的数量因溶解而大大降低,对晶界的钉扎作用消失,奥氏体晶粒长大。