强流脉冲电子束40CrNiMo7钢表面改性性能实验研究

利用强流脉冲电子束(HCPEB)HOPE-I型对40CrNiMo7钢实施表面改性。测试改性表面的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,改性样品的表面显微硬度由原始313 HK增加到1114 HK,耐磨性对应提高约36%。

强流脉冲电子束40CrNiMo7钢表面改性形貌组织实验分析

对40CrNiMo7钢进行强流脉冲电子束(HCPEB)表面改性。利用金相显微镜和X射线衍射(XRD)方法分析表层形貌和组织变化规律。结果表明,HCPEB改性样品表面形成火山熔坑形貌,熔坑数量随着脉冲处理次数的增加而减少。XRD分析表明,表面改性层中生成马氏体和奥氏体混合相组织。

强流脉冲电子束40CrNiMo7钢表面合金化

使用强流脉冲电子束(HCPEB)对40CrNiMo7钢的表面进行合金化。使用金相显微镜、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)方法分析表层形貌和组织变化规律,测试改性表面的显微硬度。得出,重熔层内碳元素含量的平均值要比铁素体碳元素含量的平均值高78%,表面合金化效果较好,目的实现。对应表面预先HCPEB脉冲处理的样品,再将其进行合金化处理后,硬度提高十分明显,达到355HV。在使用HCPEB进行表面合金化处理工艺时,对样品的预处理是必要步骤,从而可以使得表面进行合金化前,其成分差异较少,组织较为均匀,熔坑喷发的诱因数量因而减少。

回火温度对40CrNiMo7钢组织与性能的影响

通过显微组织观察、拉伸和冲击试验、硬度测试、冲击断口分析等研究了回火温度对40CrNiMo7钢组织与性能的影响。结果表明,40CrNiMo7钢经850℃油淬400~700℃回火后的组织均为回火索氏体＋马氏体＋碳化物;650℃回火时实现了优良的强韧性匹配;400℃回火时常温强度达到最大,冲击吸收能量则最低,而700℃回火时则反之;随着回火温度的升高,40CrNiMo7钢的硬度逐渐减小。随着试验温度的降低,试验钢强度逐渐升高韧性却逐渐降低,而断后伸长率和断面收缩率基本没有变化。

40CrNiMo7钢锻轴淬火开裂的原因分析

通过宏观形貌观察、化学成分分析、硬度测试、金相分析、能谱分析等方法,对40CrNiMo7钢锻轴开裂的原因进行了分析讨论。结果表明,锻轴的裂纹属于淬火纵向裂纹,钢中Cr元素含量偏高,增加了开裂倾向,试样表层有较多Ti N夹杂物以及Al2O3、MnS等夹杂,同时试样有0.6 mm左右的脱碳层,促进了裂纹的形成。淬火时产生的组织应力使表面呈现拉应力状态,并在脱碳层和非金属夹杂物的影响下超过了材料的断裂强度而产生了开裂。