强烈淬火对20CrMnTi钢力学性能的影响

对20CrMnTi钢进行强烈淬火试验,研究了强烈淬火对其力学性能的影响。结果表明,分别经CaCl2水溶液、液氮及二者分级淬火数秒均获得残余压应力,且经CaCl2水溶液×1 s+液氮×4 s分级淬火获得抗拉强度、冲击韧度、表面硬度及表面残余压应力的最大值,此工艺为较优工艺。抗拉强度与表面残余压应力线性相关。

强烈淬火基础(二)

在1995年9月的《热处理进展》中讨论了强烈淬火方法及其一些优点。强烈淬火过程中,钢在高的传热条件下产生了有益的压应力。 强烈淬火还有一个有趣的方面令研究者吃惊:在冷却过程中产生很高的压应力,然后,压应力会消耗,甚至可以变为拉应力。

强烈淬火-深冷联合处理对GH3030力学性能的影响

将GH3030加热到800℃,然后直接置于液氮中,并在液氮中保持5h,形成强烈淬火-深冷联合处理新工艺,单步实现大温度梯度急速淬火和深冷作用的双重效果。结果表明,强烈淬火-深冷联合处理工艺,不仅避免了普通强烈淬火容易诱发表面裂纹的缺陷,而且使得GH3030在5小时内获得显微硬度高达224HV,而经过普通深冷处理工艺处理的该材料显微硬度为202 HV,同时,材料的抗拉强度也从原始的766.05MPa提高到了790.48MPa。

强烈淬火:改善了硬度和残余应力(英文)

通过数值模拟和试验研究结果确定使用强烈淬火方法在表面形成最佳压应力,根据这些结果,提出了改善零件的热处理和设备的一些建议。除了探讨最大表面压应力的形成外,对使用可控淬透性钢的优点也进行了讨论。

缩短渗碳周期与强烈淬火相结合的节能热处理技术(英文)

在热处理行业,人们一直在探索降低生产成本、节约能源和减少环境污染的方法。汽车制造业在这方面将是大有作为的,其中包括:大幅度缩短渗碳时间,以节能和降低生产成本;开发新型淬火剂替代易燃、有毒的矿物油基淬火剂。采用非易燃的对环境友好的水基淬火剂进行强烈淬火(IQ)是达到这些目标的途径之一。此外,IQ还能使渗碳的扩散时间缩短50%或更多。本文论述了巴西圣保罗大学、巴西Combustol公司以及美国强烈淬火公司合作进行的采用一种强烈淬火工艺成功达到上述目标的研究成果。从长远看,这些成果对热处理工业将具有重要意义。

强烈淬火对20CrMnTi渗碳钢原始奥氏体晶粒的影响

通过金相实验研究了经液氮、CaCl2水溶液及二者为淬火介质的强烈淬火对20CrMnTi渗碳钢原始奥氏体晶粒的影响。研究表明:任何工艺下均发生了不同程度的奥氏体的动态再结晶,其中CaCl21s+液氮6s冷却条件下的再结晶程度最高,表层的奥氏体再结晶程度高于心部。

低碳钢的强烈淬火

低碳钢难以淬火硬化,通常进行渗碳、淬火低温回火。但低碳钢零件可通过在盐水中强烈淬火获得低碳马氏体随后低温回火来强韧化。20Mn2钢环链和20MnSi钢粉碎机轴销、20Mn钢起重机吊钩等多种低碳钢零件采用强烈淬火、低温回火代替渗碳、淬火和低温回火获得了良好的效果。

强烈淬火技术(上)

强烈淬火技术是在1964年由前苏联的Kobasko博士发现和提出的。近年该技术在美国得到了重视和应用,并且在该领域开展了多方面的国际技术合作。目前,强烈淬火技术在汽车半轴、链轮、轴承圈、紧固件、销轴和模具上得到应用。强烈淬火技术是采用高速搅拌或高压喷淬使试件在马氏体转变区域进行快速而均匀的冷却,在试件整个表面形成一个均匀的具有较高压应力的硬壳,避免了常规淬火在马氏体转变区域进行快速冷却产生畸变过大和开裂问题的发生。强烈淬火技术的优点如下:(1)与油淬的零件相比使用寿命提高3～4倍。(2)用低成本的碳钢或低合金钢替代合金钢或高合金钢。(3)用水或水溶性介质替代油。(4)工艺非常稳定,易于实现自动化生产。

40Cr钢的强烈淬火+回火处理

采用CaCl_(2)水溶液对40Cr钢进行强烈淬火并高温回火,利用光学显微镜、扫描电镜、硬度计、冲击及拉伸试验机等,表征了显微组织、力学性能及断口形貌,并与常规调质工艺(油淬)进行了对比。结果表明,40Cr钢采用CaCl_(2)淬火介质进行强烈淬火+高温回火与常规调质处理相比,可获得细小均匀的回火索氏体组织;经强烈淬火+回火处理后,与常规调质相比,硬度提高8%~18%,强度提高3%~5%,冲击性能提高16%~30%,可满足其较高的服役性能要求。40Cr钢最优的调质工艺为850℃保温20 min后采用CaCl_(2)淬火介质进行强烈淬火,再经580℃回火120 min后空冷。

强烈淬火工艺制备超高强韧钢的应用展望

强烈淬火工艺具有能耗低、无污染及对材料的“超强化”作用等特点,近年来受到国外学者的广泛关注。介绍了强烈淬火工艺国内外发展的现况,亟待建立强烈淬火工艺参数数据库;由于强烈淬火工艺处理后的微观组织性能特点与特种装备用超高强韧钢的性能要求非常契合,提出了将强烈淬火工艺应用于超高强韧钢开发的展望。

强烈淬火技术

由乌克兰N. I. Kobasko博士提出和发展的强烈淬火(IQ)技术是一种在强烈搅拌的水或盐水中实施分级淬火的方法。它与常规的在油、聚合物类水溶性介质和水中淬火的区别在于,它的介质冷却速度要快得多,同时具有低的开裂率。IQ-2工艺的特点是冷却过程不存在蒸汽膜阶段,它主要靠沸腾和对流方式传热。实施IQ-2工艺有3个步骤:(1)工件浸入具有高速搅拌的盐水中直接进入沸腾冷却阶段;(2)从液体中取出,在空气中冷却;(3)再次浸入盐水中进行对流换热。

强烈淬火对20CrMnTi钢组织与性能的影响

对20CrMnTi钢进行了强烈淬火试验,研究了强烈淬火工艺对20CrMnTi钢试样的组织和力学性能的影响。试验结果表明,分别用CaCl2水溶液、液氮淬火和CaCl2水溶液+液氮分级淬火后,试样的组织与力学性能不尽相同,在CaCl2水溶液×1s+液氮×4s分级淬火后效果较好,其抗拉强度达1521MPa,冲击韧度达1392.66kJ/m2,较传统的渗碳淬火处理后有较大的提高。

18Cr2Ni4WA钢的强烈淬火组织与性能

研究了18Cr2Ni4WA钢在840℃温度下保温时间15 min,采用CaCl2水溶液和液氮淬火介质进行冷却处理后(强烈淬火)的组织和力学性能。结果表明,试样分别经CaCl2水溶液、液氮和CaCl2水溶液+液氮双介质淬火获得的显微组织主要为细小的板条马氏体。与传统淬火工艺比较,抗拉强度、伸长率、断面收缩率及冲击吸收能量均有显著提高。CaCl2水溶液淬火1 s再液氮淬火2 s后获得的综合力学性能较优。

一种双漩涡流场强烈淬火槽的设计及流热耦合仿真

针对缺少均匀高速稳定流场强烈淬火设备的问题,设计了一种双漩涡流场强烈淬火设备淬火槽物理模型,采用Fluent软件,进行流体的力学分析,对强烈淬火设备的淬火槽内部流场进行了研究,基于三维雷诺平均守恒N-S方程和标准k-ε湍流模型对淬火槽内部流体产生的流场进行了数值计算,分析了淬火槽进水口在3.0、3.5、4.0 m/s的进水速度下产生的流场数据,对最优淬火槽进行流热耦合分析,研究了45号钢试件在该淬火槽下的温度场。结果表明:液相介质流在淬火槽内形成双漩涡流体,在漩涡相交处可形成环绕工件的、强烈稳定的环流场。在淬火槽进水口流速为4.0 m/s时,得到最优工艺,环流场的流速可达2.0 m/s,此速度使45号钢试件冷却速度达到650℃/s,完全符合强烈淬火要求。

强烈淬火

钢临界冷却速度的冷速冷却,以便获得马氏体组织。当冷却速度超过临界冷却速度后,进一步增大冷却速度,淬火开裂自奥氏体化温度淬火时,必须以大于的概率下降,钢的力学性能得到改善,延长了工件的使用寿命。在马氏体转变温度区间,随着冷却速度增大,残余应力增大,裂纹形成概率先增大,然后又逐渐减少到0,即在马氏体转变温度区间用非常高的冷却速度冷却,可以有效防止开裂。

高速水冷淬火过程中残余压应力的形成

据文献报道,快速水冷淬火可在试样表面形成残余压应力(RSs)从而显著提高其疲劳极限,这种技术被称为"强烈淬火"。德国热处理协会"淬火"技术委员会发起了一个旨在精确研究上述问题的研究项目。本文重点介绍马氏体相变对残余应力形成的影响。为了在圆柱试样表面得到残余压应力,需要确定合适的工艺窗口。在此窗口中,淬火冷却速度要求足够快,以致于在圆柱体内达到最大温度梯度之前,表面温度已经低于Ms。

汽车重载齿轮的体积-表面淬火新工艺

研发了用于处理低淬透性钢齿轮的仿形体积表面感应淬火新工艺。与经渗碳、淬火处理的20CrNi3A钢齿轮相比，两者的表面硬度相当，前者硬化层深度为2～4 mm，是后者的1．5～2．0倍，而心部硬度则比后者低2～6 HRC。仿形体积表面感应淬火的主要工艺参数为：感应加热的比功率≤10 kW/kg，加热速度4～8℃/s。通过调节淬火剂量以1000℃/s的速度和±0．1 s的精度冷却后，经仿形体积表面感应淬火的齿轮所有表面的硬度均可达58～63 HRC。

强列淬火技术(下)

现在有两类用于强烈淬火的设备，它们分别是为IQ-2和IQ-3方法所设计的。用于IQ-2方法的淬火设备与用于批量连续生产的常规淬火槽基本相似，主要区别在于：

铝合金材料的新型热处理技术研究

论述了铝合金材料热处理方面的最新研究进展。介绍了钢材热处理研究的热点课题,以便供铝合金热处理研究工作中参考。介绍了淬火工艺中的冷却过程,计算机模拟在材料淬火研究中的应用和强烈淬火技术的研究成果,提出大规格铝合金挤压棒材和锻件淬透性的研究方向。

低碳马氏体钢及其应用

从理论方面和实际工艺中得出用低碳钢强烈淬火+低温回火，其性能优于调质后的中碳钢或中碳铬钢，这种工艺的改变提高了低碳钢的强度、硬度，并且得到了较好的塑性和韧性配合，扩大了低碳钢的使用范围，把零件材料的综合使用性能和使用水平推向一个新的高度。