强韧化工艺对20CrNi2Mo钢组织与性能的影响

对20CrNi2Mo钢进行了强韧化处理,研究了处理工艺对其金相组织、硬度、塑韧性和耐磨性的影响。结果表明:20CrNi2Mo钢经不同工艺强韧化后,虽然金相组织基本保持低碳马氏体板条形态,但强度、塑韧性和耐磨性等有差别,深冷处理有利于提高材料耐磨性;两相区淬火使材料的韧性得到提高;高温淬火可提高材料的韧性,同时又不损伤材料的强度。

20CrNi2Mo钢作为重载齿轮材料的热处理工艺性能分析

将20CrNi2Mo钢和低碳渗碳钢进行渗碳表面强化处理,对试样的变形,渗层的碳浓度梯度,试样的有效硬化层,试样表层的残余奥氏体含量进行对比分析,结果表明20CrNi2Mo钢作为重载齿轮材料其热处理工艺性能是合格的。

低碳钢20CrNi2Mo的高温热变形行为及热加工图

以20CrNi2Mo低碳钢为研究对象,采用DIL805A/T热模拟试验机在变形温度为900~1050℃、应变速率为0.001~1s^(-1)条件下进行等温单道次轴向热压缩试验,建立了20CrNi2Mo钢高温压缩的最大变形抗力本构方程和热加工图,并观察了热变形组织。结果表明:真应变值为0.1~0.5的热加工图中均存在两个功率耗散峰区,且随着应变量的增加峰区I逐渐向变形温度较高的区域移动,峰区II向应变速率增大的区域移动。热加工图中失稳区域随着应变量的增加先逐渐减小后又逐渐增大,在ε=0.4时,失稳区域最小,此应变量下20CrNi2Mo钢较优的热加工工艺区间为:变形温度940~960℃、应变速率0.001 s^(-1)或温度1025~1050℃、应变速率0.01~0.06 s^(-1)。

渗碳淬火工艺因素对20CrNi2Mo钢热处理畸变影响的研究

采用正交试验方法,研究了淬火温度、渗碳温度、碳势、锻造比、预处理及预热等材料和热处理工艺因素对20CrNi2Mo钢热处理畸变的影响。针对20CrNi2Mo钢渗碳淬火的畸变特性,可通过优化的工艺参数较好地控制20CrNi2Mo钢的畸变。

热处理工艺对重载齿轮用20CrNi2Mo钢性能的影响

针对重载齿轮用20CrNi2Mo钢热处理后易产生变形的问题,研究了热处理工艺对20CrNi2Mo钢性能的影响。结果表明:采用改进后的热处理工艺,试样的伸长率、断面收缩率、冲击韧度与原始工艺相比变化不大,抗拉强度、表面硬度、热处理畸变量均比用原始热处理工艺处理的性能要好,因此重载齿轮用20CrNi2Mo钢热处理时应采用改进后的热处理工艺代替原始工艺,为扩大20CrNi2Mo钢应用领域奠定了基础。

形变对板条马氏体20CrNi2Mo钢组织演化规律的影响

在DIL805A/T热模拟试验机上对20CrNi2Mo板条马氏体钢进行了等温单道次轴向热压缩试验,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度计,研究了形变量对20CrNi2Mo钢板条马氏体组织演变规律和力学性能的影响。结果表明:20CrNi2Mo钢在压缩变形过程中极易发生动态再结晶,动态再结晶开始的临界应变为0.22。当变形量小于临界应变时,原奥氏体晶粒尺寸变化不大,板条束尺寸增加,板条块宽度减小,小角度晶界所占比例逐渐增大,大角度晶界所占比例逐渐减少;当变形超过临界应变后,随着变形量的增加,原奥氏体晶粒、板条束、板条块逐渐被细化,小角度晶界所占比例先略有减小后逐渐增大。极图分析表明,20CrNi2Mo钢在形变过程中板条块取向逐渐呈现择优分布。

20CrNi2Mo钢代替20Cr2Ni4钢用作重载齿轮材料的研究

研究了20CrNi2Mo钢的热处理工艺及力学性能,并与20Cr2Ni4钢的热处理工艺和力学性能进行了对比实验。结果表明,20CrNi2Mo钢合金元素配比合理,切削性能良好,热处理工艺简单,力学性能与同20Cr2Ni4钢接近,可以代替20Cr2Ni4钢作为重载齿轮材料。

20CrNi2Mo钢带状组织的形成与消除

探讨了齿轮用20CrNi2Mo钢带状组织的形成机理,形成条件及影响因素,分析了带状组织对齿轮渗碳层的影响,规定了齿轮用钢带状组织的允许范围,通过工艺试验,找出了消除20CrNi2Mo钢带状组织的方法。

高速列车轴承用20CrNi2Mo钢热变形规律

采用MMS-300热力模拟试验机,研究20CrNi2Mo轴承钢在850~1150℃,应变速率0.01~10s^(-1),变形量为0.8条件下的热变形规律。结果表明:应变速率低于1s-1、变形温度在1050℃以上变形时,实验钢发生了明显的动态再结晶,其动态再结晶形核机制主要为晶界弓出。确定了热变形激活能为479.499k J/mol以及Z参数,根据实验数据回归建立了20CrNi2Mo轴承钢流变应力方程。

重载齿轮用20CrNi2Mo和20Cr2Ni4钢热处理工艺性能对比研究

通过对20CrNi2Mo钢和20Cr2Ni4钢进行渗碳表面强化处理,检测试样的变形,测试渗层的碳浓度梯度,试样的有效硬化层及表层的残余奥氏体含量。结果发现,20CrNi2Mo钢变形倾向明显小于20Cr2Ni4钢,其碳浓度梯度分布合理,硬化性能好,表层残余奥氏体含量及分布理想,热处理工艺性能优于20Cr2Ni4钢。

20CrNi2Mo渗碳轴承钢的变形抗力

利用MMS-300热/力模拟实验机,在变形温度850℃－1150℃、应变量0－0.8和应变速率0.01s^-1－10s^-1条件下对20CrNi2Mo钢进行高温单道次压缩实验,分析变形温度、变形速率和变形程度对变形抗力的影响。结果表明,变形温度和变形速率对20CrNi2Mo钢变形抗力的影响最为强烈：20CrNi2Mo钢变形抗力随变形温度的升高而减小,随变形速率的提高而增大;且变形温度、变形速率和应变量3个因素之间相互作用,共同影响变形抗力。利用多元非线性回归建立了20CrNi2Mo钢高温变形抗力数学模型,与实测值比较表明,模型拟合程度较好。

淬火20CrNi2Mo低碳钢中大角度晶界对强度的影响

采用OM、SEM、EBSD和TEM对20CrNi2Mo钢的微观组织进行定量表征,同时讨论了位错强化(σ_d)、固溶强化(σ_(ss))、析出强化(σ_d)和晶界强化(σ_g)对试验钢强度的贡献,且利用经典的Hall-Petch关系分析了强度的有效控制单元。结果表明:随淬火温度的升高,试验钢的原奥氏体晶粒(d_r)和马氏体束(d_0)、块(d_b)等均增大,马氏体板条略微细化。同时,试验钢的强度随淬火温度的升高而降低,塑性增加;量化的四种强化方式中σ_d、σ_(ss)基本不变,σ_d忽略不计,试验钢的强度变化主要取决于σ_g。此外,试验钢的强度与多层次组织间的Hall-Petch关系揭示了块是强度的有效控制单元。

20CrNi2Mo钢重载齿轮应用研究

针对20Cr2Ni4钢在生产中存在热处理工艺复杂、零件畸变较为严重且校正困难、材料成本较高等问题,对比研究20CrNi2Mo与20Cr2Ni4钢热处理工艺性及其热处理后的力学性能、耐磨性能、金相组织、渗层性能以及畸变情况。结果表明,采用20CrNi2Mo钢替代20Cr2Ni4钢应用于重载齿轮是可行的。

不同变形量下20CrNi2Mo钢的热压缩变形行为

在相变仪上对20CrNi2Mo钢进行热模拟压缩试验,研究了其在840℃时不同变形量(0~50%)下的热压缩变形行为,并分析了它的显微组织和硬度。结果表明:20CrNi2Mo钢流变应力曲线呈现出明显的动态再结晶特征;当变形量达到10%时,会发生动态再结晶;随着变形量增加,晶粒逐渐细化,之后尺寸基本保持稳定,当变形量达到50%时,进入完全再结晶状态;随着变形量逐渐增大,马氏体板条束逐渐细化,残余奥氏体含量降低;当变形量由10%增至20%时,硬度显著增大,而后趋于稳定。

20CrNi2Mo钢齿轮磨削裂纹成因分析

采用宏观分析、化学成分分析、金相检验以及硬度测试等方法对某20CrNi2Mo钢制齿轮磨削裂纹产生原因进行了分析。结果表明:该齿轮磨削裂纹产生的主要原因是其渗碳区域存在严重的内氧化缺陷和魏氏渗碳体组织,降低了齿轮表层磨削面的残余压应力,增加了齿轮的磨削开裂敏感性,当磨削应力超过材料断裂强度时,便会产生磨削裂纹。

提高渗碳钢轴承套圈心部硬度的方法

以末端淬透性较低的20CrNi2Mo钢制超重载铁路货车轴承套圈为研究对象,选择多种热处理方案进行工艺试验。试验结果表明,通过选择合理的淬火介质,可以解决20CrNi2Mo钢制大壁厚轴承套圈由于渗碳合金钢材料淬透性偏低而导致的心部硬度不足的质量问题,成功地挽救了由此类问题导致的废品。

淬火温度对20CrNi2Mo钢力学性能的影响

通过SEM、室温拉伸试验分析了20CrNi2Mo钢经900～1200℃淬火＋200℃回火后的显微组织及力学性能。结果表明：随淬火温度的升高,20CrNi2Mo钢原奥氏体晶粒尺寸增加,强度和硬度降低,塑性有所增加。不同淬火温度下,马氏体板条间均会形成一层很薄的残留奥氏体薄膜,而且随淬火温度的提高,薄膜的分岔和弥散分布特征更加明显。拉伸断裂方式为韧性断裂,且放射区韧窝尺寸随淬火温度升高而增大。

淬火冷却速率对20CrNi2Mo钢组织及力学性能的影响

采用不同冷却介质对20Cr Ni2Mo钢进行了淬火处理,研究了不同淬火冷却速率对20Cr Ni2Mo钢组织及力学性能的影响。结果表明,随着淬火冷却速率的增大,20Cr Ni2Mo钢的晶粒度几乎不变,板条马氏体束细化;强度提高,伸长率和断面收缩率基本不变;并且随着冷却速率增大,冲击吸收能量增高,断口由脆性断口转变为韧性断口。

Nb对重载齿轮用20CrNi2Mo钢组织和力学性能的影响

采用光学显微镜及力学性能等检验方法,研究了Nb对重载齿轮用20CrNi2Mo钢热处理后组织和力学性能的影响。结果表明,加Nb后的20CrNi2Mo钢,晶粒明显细化;当奥氏体化温度在900℃以上时,晶粒开始长大,且随奥氏体化温度的提高,晶粒逐渐长大;加Nb后在920℃奥氏体温度下保温10 h,奥氏体晶粒没有发生异常长大;加Nb后20CrNi2Mo钢的强度、伸长率和冲击韧性均有提高,且随回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和冲击吸收能量升高。

20CrNi2Mo钢高温变形的本构方程与动态再结晶行为

在DIL805A/T热模拟机上对低碳合金钢20CrNi2Mo进行等温单向热压缩试验,研究了该钢在温度为900~1 050℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下的应变补偿本构方程及动态再结晶行为,为探索塑性变形行为和组织控制提供理论指导。对应变补偿本构方程进行验证发现,考虑应变补偿后得到的应力值与试验值的线性相关系数R=0.992 1,平均相对误差AARE为3.019 2%;采用对θ-σ曲线进行3次多项式拟和求解拐点的方法,建立了临界动态再结晶模型,并结合微观组织分析了不同变形条件下动态再结晶进行的难易程度。结果表明,20CrNi2Mo钢在试验条件范围内全部发生了动态再结晶,且变形温度越高,应变速率越小,动态再结晶进行得越充分,并建立了Z参数动态再结晶临界应力模型和临界应变模型。