使用工况条件下核用18Ni(300)钢拉杆的力学性能

研究了由时效热处理18Ni(300)钢制作拉杆的显微组织,以及使用工况条件下拉杆的室温循环加载力学性能和断口形貌,分析了拉杆的断裂模式。结果表明:经过固溶处理的18Ni(300)钢呈现淬火马氏体组织,原奥氏体晶粒尺寸约为24μm,残余奥氏体面积分数约为0.26%;时效处理后,原奥氏体晶粒尺寸约为26μm,未观察到残余奥氏体;18Ni(300)钢马氏体发生回复,(Ni,Co,Fe)3Ti相在位错上析出。模拟安装使用工况条件下,室温循环加载后拉杆试样的循环断裂周次均大于480次,断裂部位主要分布在拉杆螺纹根部;断口由塑性变形区和脆性变形区组成,塑性变形区居中;断面以拉伸断裂特征为主,以疲劳断裂特征为辅,由此推断拉杆主要受轴向拉伸的作用。

18Ni(300)钢高速干滑动摩擦磨损特性研究

利用销盘高速干滑动摩擦磨损试验机,对18Ni(300)马氏体时效钢的摩擦磨损性能进行了研究,应用JSM-6390A型扫描电子显微镜和X-衍射方法对摩擦磨损表面进行观察,表征其摩擦表面的微观形貌、摩擦磨损的磨屑以及由于摩擦产热而引起的氧化物,进而推断出磨损机制.结果表明:摩擦副的摩擦系数随载荷和速度的增加而下降;随着转速和载荷的增加,销表面氧化物逐渐由FeO转变为Fe_3O_4,其磨损机制由黏着磨损转变为严重的氧化磨损.

马氏体时效钢激光增材制造工艺及组织研究

探究了使用同轴送粉激光直接沉积增材制造方法制造18Ni(300)马氏体时效钢零件的可行性。采用正交实验设计,分析了不同工艺参数对单道成形的影响,发现扫描速度、送粉速率、激光功率对稀释率的影响较大。在单道多层试验中发现在合适的参数下18Ni(300)能获得良好的外观成形,但内部仍然容易出现非致密性缺陷。激光直接沉积制造过程的高冷却速率使得晶粒最小可以达到8μm,晶粒生长方向大致与散热方向相同,但在层间位置存在晶粒转向区,而在顶部存在柱状晶/等轴晶转变区。在扫描电镜下发现由于加工过程中热循环的特点,先沉积层出现了析出相造成了硬度值的变化。硬度试验发现,越靠近基材的硬度值越高,最高可达358HV。