渗碳热处理后18CrNiMo7–6合金钢表面变质层J–C损伤失效参数研究

合金钢在经过渗碳热处理后会在表面形成变质层。在表面变质层内,材料的力学性能沿深度方向发生变化。针对渗碳热处理后的18CrNiMo7-6合金钢的表面变质层,提出了确定Johnson-Cook损伤参数分层测试方法。通过对材料变质层进行分层线切割,得到不同变质层深度下的薄板试样;为获得不同应力三轴度下的拉伸结果,预制了不同断裂方向的拉伸剪切试样,通过试验与仿真相结合的方法,确定了考虑应变累积效应的应力三轴度并测定了材料失效应变与应力三轴度的关系;采用宽脉冲拉伸系统测定了拉伸试样的失效应变与应变率的关系。研究结果表明,同一层材料的失效应变随应力三轴度的增大而减小,在同一应力三轴度水平下,失效应变随层深增大而增大;不同层深处的试样均具有明显的应变率弱化效应,且在同一应变率水平下,失效应变随层深增大而增大;基于测量参数的拉伸过程数值仿真与试验数据的对比验证了所测定参数的准确性。

SWRCH22A钢自攻螺钉断裂失效分析与工艺改进

针对SWRCH22A钢自攻螺钉使用过程中发生断裂的原因进行探究,对断裂螺钉进行了化学成分分析、含氢量检测、硬度测试及金相分析。结果表明:断裂失效样品化学成分符合标准要求,含氢量满足设计要求,表面与心部硬度满足技术指标,但渗碳层深度超出了规定值。通过对失效样品断口形貌深入分析,局部断口形貌呈沿晶脆性断裂特征,与热处理工艺参数不当有关。优化改进了螺钉渗碳工艺并装车使用,试验效果良好。

热处理工艺对矿山机械齿轮钢表面组织和硬度的影响

采用氩气和涂层联合保护对20Cr2Ni4矿山机械齿轮钢进行热处理,以减小脱碳层厚度,提高表面耐磨性能。通过组织观察和表面硬度测试,结果显示热处理后的材料硬度由表向里呈先迅速增加后逐渐平稳的趋势,材料表面的硬度较低,但仍大于未经过热处理的表面硬度。材料表面组织为铁素体(F)和马氏体(M),中心组织为马氏体(M)和贝氏体(B)。材料表面存在较薄的全脱碳层。氩气和涂层联合保护热处理的全脱碳层厚度为0.2mm,小于普通热处理的全脱碳层厚度0.3mm。因此氩气和涂层联合保护热处理可以有效地抑制脱碳反应的发生。

淬火温度对渗碳淬火组织及变形的影响

以12Cr2Ni4合金渗碳钢为试验材料,以C形畸变试样为试验工具,采用金相显微镜分析渗碳层的金相组织,进行了780、820℃淬火对渗层组织及变形影响的工艺试验。金相显微组织检验的结果表明:淬火温度对渗层碳化物的形态、数量、大小以及分布没有影响; 820℃淬火对心部组织有优化作用; 820℃淬火使"马氏体+残余奥氏体"的评级不合格;由于试样尺寸小、淬火转移时间长,820℃淬火的畸变量并没有增大;预处理正火和成分偏析共同导致的畸变量大幅增加40%以上。结论:12Cr2Ni4合金渗碳钢的淬火温度不能升高到820℃,预备热处理采用调质、严格控制成分的均匀性,对控制渗碳淬火畸变有重要作用。

高速齿轮轴断齿原因分析

目的材质为17Cr2Ni2Mo A的风电齿轮箱高速齿轮轴,同炉号共生产5件,在安装装配后进行试车试验时其中4件均发现有断齿现象,导致高速齿轮轴报废,同时导致整个风电齿轮箱的安装调试工作停滞。故对该高速齿轮轴断齿原因进行分析,以区分质量事故责任。方法通过化学成分分析、齿面宏观外貌观察分析、宏观断口、宏观金相、微观金相、有效硬化层深度测试、扫描电镜试验分析等一系列的理化试验,对该高速齿轮轴断齿原因进行分析。结果该高速齿轮轴材质正常,化学成分合格。齿轮轴齿部断口上有疲劳贝壳纹线,齿轮断口为疲劳断口,疲劳源在齿根。齿轮轴齿部表面渗碳热处理层组织正常,晶粒度级别为7级,合格;齿轮轴齿根、齿面、齿顶表面渗碳热处理层的有效硬化层深度均过深,不符合产品技术要求。齿轮轴断口微观形态呈疲劳辉纹,未见明显的冶金缺陷。结论该高速齿轮轴断齿性质为快速疲劳断裂,其形成原因是齿根渗碳层深度过深所致。

18Cr2Ni4WA钢旋耕机大模数齿轮热处理工艺研究

介绍试验所用材料及方法,测定并分析18Cr2Ni4WA钢的等温转变曲线,研究渗碳、回火、淬火、深冷处理等热处理工艺对其组织及性能的影响,根据分析制定热处理工艺。结果表明,18Cr2Ni4WA钢应采用较低的渗碳温度,渗碳后采用2次650℃、4.5 h的高温回火,2次860℃淬火,2次零下115℃深冷处理以及160℃低温回火的热处理工艺。热处理后,表层组织为针状回火马氏体、少量残余奥氏体以及弥散分布的颗粒碳化物渗碳层组织,心部组织为板条状低碳回火马氏体,保证了表层的高硬度、高耐磨性及心部良好的强度、韧性。

畸变试样渗碳淬火变形及金相组织研究

通过对不同冶炼炉次,采用不同预备热处理方法,设计不同厚度的12Cr2Ni4钢锻件的C形畸变试样,进行渗碳淬火工艺过程的变形量试验,并进行渗碳层组织的检验分析。尽管有冶炼炉次、预备热处理方法的影响,但试样厚度由15 mm增加到18 mm,变形量都对应增大12%～13%;预备热处理方法和成分偏析的共同作用,可以使畸变量相差40%以上;而渗碳层的组织差别不大。结论:增加畸变试样的厚度,则畸变量增大;畸变量同渗碳层组织的关联度不大。本试验的结论对于提高渗碳淬火畸变试验的准确性具有重大意义。

27SiMnMoV钢渗碳工艺性能的研究

本文采用真空渗碳方法,以20CrMnTi 钢为对比对象,研究了27SiMnMoV 钢的渗碳工艺性能.结果表明:27SiMnMoV 钢与20CrMnTi 钢相比,渗碳层中碳化物细小;碳浓度梯度小;硬度分布平缓;力学性能指标α_k、σ_(bb)、f 均要高些.故27SiMnMov 钢的渗碳工艺性能优于20CrMnTi钢.

RV减速器摆线轮用20CrMoH钢微观组织分析

采用直读光谱仪测试了三个不同企业生产的RV减速器摆线轮原材料20CrMoH的化学成分,利用光学显微镜观察了其真空渗碳热处理前后的微观组织,并对试验用热处理炉的均匀性进行了测试与分析。结果表明,三个企业生产的摆线轮原材料化学成分基本相同;A钢与B钢存在一定的带状组织,热处理后日钢渗碳层最深。同时,炉中不同位置试样的微观组织基本一致,表明试验所用的热处理炉温度和气氛较均匀。

SG13Cr4Mo4Ni4V钢轴承套圈热处理工艺改进

为解决轴承套圈在密封箱式渗碳炉中渗碳表面浓度不达标和渗碳层不均匀的问题,进行SG13Cr4Mo4Ni4V钢预氧化工艺技术研究,建立预氧化处理与表面渗碳效果的关系,根据尺寸与装载量选择最佳的预氧化时间,改进原热处理工艺规范。结果表明：SG13Cr4Mo4Ni4V钢轴承套圈最佳预氧化处理工艺为（945±5）℃×（30～40）min。经该工艺处理后,套圈达到了技术指标要求,满足了轴承的使用性能。

气体渗碳在耐火材料模具热处理中的应用

采用气体渗碳工艺替代固体渗碳对耐火材料成型模具进行热处理。经合理设计工艺 ,模板表面的含碳量达到0 .9%～ 1.0 % ,淬火后的表面硬度达到 HRC62～ 64 ,成本降低 3 5 4.6元 / t。

60Si2MnA钢簧片失效分析及热处理工艺

对60S i2MnA钢簧片分别进行普通淬火、真空淬火、薄层渗碳复合热处理试验,采用回零试验检验零件弹性合格情况,并测试了力学性能和表面残余应力。结果表明,簧片经复合热处理后合格率最高,普通淬火由于表面脱碳零件合格率最低,真空淬火因为淬火强化效果降低合格率一般。簧片失效原因在于热处理表面质量差,加载后表面产生塑性变形。薄层渗碳复合热处理工艺能改善簧片表面质量及性能,特别是提高了表面残余压应力,有效地提高了产品合格率。

热处理温度对Nb/Re层状复合材料界面结构及力学性能的影响

为了提升航天推进器喷管材料的综合服役性能,使用化学气相沉积法制备耐高温、低成本、轻质和力学性能优良的Nb/Re层状复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和拉伸试验机等设备,研究不同热处理条件下的Nb/Re层状复合材料的界面结构和力学性能。结果表明,本方法可获得均匀致密、层厚精确可控的Nb/Re复合结构,且具有优异力学性能的冶金过渡层。复合材料的界面厚度随热处理温度的上升而增加,而力学性能随热处理温度的上升呈先增后降的趋势。在1600℃×4 h热处理条件下,Nb/Re层状复合材料界面元素扩散有序、结构合理、结合性能佳。在该热处理条件下复合材料的抗拉强度比纯Nb高350 MPa,而密度仅为Re的58.2%,延伸率比未经热处理状态提高150%,说明通过改变热处理条件能有效调控Nb/Re层状复合材料的力学性能。本研究可为Nb/Re复合材料力学性能研究提供参考。

真空渗碳18CrNiMo7-6钢中碳化物的析出规律

采用淬火膨胀仪进行模拟试验,通过对18CrNiMo7-6钢的显微组织、硬度分布的表征,研究了经真空渗碳后18CrNiMo7-6钢在冷却过程中碳化物的析出规律。结果表明,在980℃保温30 min后,试验钢中的碳化物完全溶解;快速冷却至600℃保温20 min后,渗层组织充分转变为细片层珠光体形貌组织;再升温至830℃保温20 min并以20℃/s的冷速气冷至室温后,室温组织出现不同形态的碳化物,马氏体组织较热处理前的原始组织得到了细化,且硬度及淬硬层深度较热处理前显著提升。

供货态T91钢管内壁渗碳现象浅析

针对供货态T91小口径钢管内壁存在渗碳现象,采用化学法、金相法和显微硬度法对渗碳层进行了定性和定量分析,利用SEM、EDS和XRD分别对渗碳层组织进行观察,对元素组成及相组成进行分析,并提出相应预防措施。结果表明:采用金相法、化学法及显微硬度法可定性定量分析渗碳层碳含量及渗碳层深度。内壁渗碳层的主要组成为Fe2.5C、Cr7C3及Cr2C,这是由于T91钢冷成形制管过程内壁所用的润滑剂未去除干净,继而在气氛保护炉中正火热处理时,润滑剂燃烧不充分,残碳原子扩散到管子内壁,与其他元素结合形成了碳化物。对渗碳样品进行正火+回火处理可减轻或消除渗碳层,使用气氛保护炉热处理时,内壁渗碳有所减轻,但未能完全消除;而使用无气氛保护炉热处理时,可以消除渗碳层,但同时会产生较厚且易脱落的氧化皮。生产实践表明,在正火处理之前将润滑剂去除干净是防止钢内壁渗碳的关键所在。