封隔器卡瓦用20CrNiMo钢和20CrMnMo钢在某油田井下工况中的腐蚀行为

在模拟深井/超深井的高温、高压、含CO_(2)/H_(2)S环境中,对封隔器卡瓦用20CrMnMo钢和20CrNiMo钢开展腐蚀试验;利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱技术(XPS)和电化学测试等方法对比研究了两种材料的腐蚀行为。结果表明:模拟深井/超深井工况下,20CrMnMo钢腐蚀形态为典型的全面腐蚀,而20CrNiMo钢腐蚀形态为点蚀;两种材料表面形成的腐蚀产物均呈双层结构,外层腐蚀产物均由疏松絮状FeS和颗粒状FeCO_(3)构成;20CrNiMo钢内层腐蚀产物由单一的FeCO_(3)构成,而20CrMnMo钢内层腐蚀产物除了FeCO_(3)还有少量Cr(OH)_(3),Cr(OH)_(3)的存在有效提高了该钢内层腐蚀产物膜的保护性,从而使该钢耐蚀性能明显优于20CrNiMo钢。

20CrNiMo钢零件渗碳表层淬火开裂原因分析

20CrNiMo钢零件经气体渗碳淬火后,在其渗碳区域表面发现裂纹。借助化学成分分析、硬度测试和金相检验对其开裂的原因进行了分析。结果表明:淬火裂纹仅存在于渗碳层中,渗碳表层碳含量过高,渗碳表层存在的大量块状、网状碳化物是零件表层产生淬火裂纹的主要原因。

正火温度对20CrNiMo齿轮钢显微组织和切削性能的影响

提出一种新型切削温度测量装置,比传统测温装置更简单、更方便,准确度高。利用该装置研究正火温度对20CrNiMo齿轮钢显微组织和切削性能的影响。结果表明,随着正火温度的提高,齿轮钢组织中铁素体长大且含量增加。正火温度从850、950℃升高至1 050℃时,刀具切削温度和前刀面磨损量均先下降后上升,切屑为长卷屑且逐渐增长。

20CrNiMo钢表面磁控溅射制备TiN/ZrN多层薄膜的形貌及摩擦学性能

利用非对称双极脉冲磁控溅射技术在20CrNiMo钢表面制备了TiN/ZrN多层薄膜,利用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察了薄膜的截面和表面形貌,用划痕仪测试了薄膜与基体的结合力,通过球-盘摩擦磨损试验机对薄膜的摩擦学性能进行了研究。结果表明:制备的TiN/ZrN多层薄膜厚度约为2.1μm,薄膜均匀且致密,表面粗糙度为13.63nm;薄膜与基体结合较牢固,临界载荷达到51.0N;薄膜具有优良的减摩性,摩擦因数为0.16,较基体20CrNiMo钢的0.33明显减小,使该钢的耐磨性能得到提高。

渗碳温度对20CrNiMo钢性能的影响

在不同温度下对20CrNiMo钢进行渗碳处理,研究了耐腐蚀性能和耐磨性能。结果表明:随着渗碳温度的提高,20CrNiMo钢耐腐蚀性能和耐磨性能均表现出先上升后下降的趋势。从提高耐腐蚀性和耐磨性的角度出发,20CrNiMo钢优选的渗碳温度为930℃。

20CrNiMo钢球化退火工艺研究

采用亚温球化退火、普通球化退火、等温球化退火对20CrNiMo钢进行热处理工艺试验,利用光学显微镜和布氏硬度计分别对球化后的显微组织进行观察和硬度检测。结果表明,20CrNiMo钢经过普通球化退火、等温球化退火、硬度值≤160HBW,且经过710℃亚温球化退火,随着时间的延长,球化率有所上升,当球化退火时间达25 h以上时,亚温球化退火能获得65%以上的珠光体球化率;采用750℃保温6 h后再以10℃/h的冷却速度缓慢冷却的普通球化退火工艺,能获得83%以上的珠光体球化率;采用750℃保温6 h,经30 min炉冷到650℃保温6 h的等温球化退火,能获得硬度值为145HBW和93%的球化率。

螺伞齿轮早期失效分析

经渗碳、淬硬处理的20CrNiMo螺伞齿轮在使用的早期发生严重磨损而失效。对失效的螺伞齿轮进行了化学成分、表面硬度、硬度梯度、渗碳层组织和深度等检验分析。结果表明,轮齿在运行过程中,受到了较大的接触压力和较大的冲击力,使其表面温度升高从而硬度降低,最终由于磨损而失效。

泥浆泵凡尔座开裂原因分析

采用化学分析、硬度检验和金相检验等方法,对20CrNiMo钢生产的凡尔座开裂原因进行分析。结果表明:Si的含量接近标准上限,淬火过程控制不当,使得凡尔座内锥面渗碳层表面发生脱碳,最终在内锥面应力集中最严重的地方开裂。

激光熔覆Ni60A涂层对20CrNiMo合金高温干滑动摩擦磨损性能的影响

为改善制动盘材料的耐磨性能,选用Ni60A粉末,利用光纤激光器对20CrNiMo铸钢进行激光熔覆处理,研究了涂层的微观组织、成分均匀性、硬度、干滑动磨损性能及其损伤机制。结果表明:涂层主要由γ-Ni、M23C6、Ni-Cr-Fe、Ni_(3)B、[Fe, Ni]、FeNi_(3)、NiC、FeNi等相构成,涂层平均显微硬度HV0.3为4600 MPa,较基体提高2.63倍。与基体相比,涂层在高载、高温工况下具有更小的平均摩擦系数,耐磨性得到显著提升。当载荷为150 N时,在室温和400℃时,耐磨性分别提高15.3和22.0倍。随温度和载荷的增加,涂层的损伤机制由磨粒和粘着磨损向氧化和磨粒磨损转变。

高强韧性汽车链滚子热处理工艺研究

研究了材质为20CrNiMo的汽车链滚子零件渗碳淬火+低温回火、渗碳淬火+中温回火和渗碳淬火+等温盐浴热处理后的组织和性能,确立了渗碳淬火+等温盐浴热处理为最佳热处理工艺。与常规淬火+低温回火相比,强度σ_b提高了15.2%,塑性提高60%,韧性提高80%,链条整链回转疲劳性能提高3.2倍以上。