层片状珠光体生长形貌的相场法模拟

采用相场法,以共析钢为例,模拟研究了不同初始共析层片间距及不同初始过冷度条件下层片状珠光体微观组织的生长形貌,探讨了不同初始层片间距及不同初始过冷度条件下层片状珠光体微观组织生长的规律.模拟结果表明:过冷度不变时,随着初始层片间距的增大,共析层片振幅增大,共析层片生长形貌的变化是规则对称的层片状→非规则非对称形状→棒状;层片间距不变,初始过冷度在19.6~20K时,随着初始过冷度的减小,共析钢中碳原子扩散能力增大,层片间距的失稳,致使共析层片由规则状向非规则形状变化;初始过冷度在20~22K时,随着初始过冷度的增大,共析钢中碳原子的扩散能力减弱,渗碳体相前沿碳原子浓度无法使其规则对称地生长,渗碳体相向碳原子浓度高的地方生长,从而产生倾斜生长以及层片合并现象.

共析钢中片状珠光体脆化钢材的机理研究

观测了片状珠光体钢在不同热处理状态时的显微组织和断口形貌,对比了不同热处理方式对片状珠光体钢组织及性能的影响,借助断裂模型分析了片状珠光体组织容易导致钢材脆断的作用机理,并讨论了影响片状珠光体形成的因素。结果表明,片状珠光体位向明显、区域偏析严重是钢材脆断的重要因素;片状珠光体钢断口组织粗大,解理面呈河流状花样,解理台阶和撕裂棱较少;低温退火很难改善片状珠光体钢的脆性,而高温正火则能显著提高其韧性;片状珠光体内交界面和相界面越多,韧性越强,而提高过冷度减小片间距能增加相界面;共析钢中碳含量处于共析点决定了其冷却过程中易形成片状珠光体组织。

钢表面片状珠光体分数维计算

利用多媒体计算机扫描金属相谱中含碳量不同的钢表面的图片 ,运用图形处理软件Photoshop等工具处理图片 ,从表面分形Hausdorff-Besicovitch维数确定的方法出发 ,确定含碳量不同的钢表面片状珠光体的分数维数值 ,并利用计算机将一个正方形等分为 2 5个正方形 ,分别保留 10、 15和 19块 ,在保留的正方形中继续进行相同的操作 ,最后形成的分形 ,其维数是1 43 1、 1 683和 1 82 9,分别与 2 0号钢、 40号钢和 60号钢表面片状珠光体维相同。

GCr15球化退火材料表层片状珠光体的成因及危害

根据相关热处理原理并结合工作实践,阐述了导致GCr15轴承钢材料退火后表层出现片状珠光体组织的3种主要因素,分别为原材料脱碳、冷速过快和加热冲温,并分析了不同因素条件下出现的片状珠光体组织对材料性能的影响和危害。提出了准确判定脱碳的方法,即珠光体的分布状态、深度、片间距有明显变化,以期为GCr15轴承钢的实际生产和检验提供参考。

碳钢盘条中珠光体类型组织的区分和判定

在光学显微镜的视场中,片状珠光体与索氏体是否可以共存;同时,是否可以简单地根据是否能够区分层片状结构来划分片状珠光体与索氏体值得探讨。分析可知,在实际生产中,盘条钢截面上一个显微镜视场内的组织一般应当是属于同一种类型的珠光体组织,根据实际生产条件的差异而造成层片间距不同而形成了截面观察时可分辨层片部分与不可分辨层片部分组织比例上的波动。

基于OpenCL并行的挡板对珠光体生长的相场法模拟

建立了耦合相场和溶质场的KKSO模型,采用OpenCL并行计算模拟了Fe-C合金共析生长过程,研究了不同形状和不同位置的挡板对层片状珠光体协同生长的影响.结果表明:GPU计算效率相对于串行CPU,最高可达88倍的加速比,并且随着模拟规模的增大,GPU的加速性能越高;挡板的存在直接影响珠光体的形貌演化,其使挡板下方的珠光体生长被限制,穿过挡板间隙的珠光体形貌发生改变;当挡板位于渗碳体和铁素体界面正上方时,挡板两侧渗碳体相合并为不规则形状,渗碳体相前沿碳原子不能满足其生长需求,停止生长,相邻铁素体合为一个相.因此挡板的存在可以控制珠光体的生长形貌.

珠光体的形成过程

片状珠光体的形成过程:均匀奥氏体冷却至A1点以下时,由于能量、成分和结构起伏,首先在奥氏体晶界上形成一小片渗碳体晶核。渗碳体晶核刚形成时可能与奥氏体保持共格关系,为减小应变能而呈片状。这种片状晶核按非共格扩散方式长大时,共格关系即被破坏。渗碳体晶核不仅沿纵向长大,而且也向横向长大。

CL70车轮钢原始组织对接触疲劳性能的影响

利用双盘滚动接触疲劳试验机对原始组织分别为片状珠光体+先共析铁素体(P+F)和回火索氏体(TS)的CL70车轮钢试样进行磨损和滚动接触疲劳试验。利用光学显微镜、扫描电镜和硬度计对组织和硬度进行分析,分析原始组织对疲劳性能的影响。结果表明:P+F试样与TS试样经过预磨损后表面出现不同的磨损机制,P+F试样表面主要为疲劳磨损,并伴随起皮现象。TS试样表面主要为黏着磨损和磨粒磨损,有轻微的疲劳磨损;两种原始组织表层都为细小的铁素体基体上分布着细小的渗碳体,但P+F试样表层晶粒更细小,硬度更高,变形层厚度也小。对预磨损后的两种试样进行了接触疲劳试验结果得出,TS试样的疲劳寿命是P+F试样的4.4倍。疲劳试样的表面形貌是:TS试样在疲劳后主要是表面局部出现典型的疲劳剥落深坑,而P+F试样主要是表面为麻点状剥落伴随着剥落深坑。预磨损在细化组织和提高硬度的同时减小疲劳磨损,将有利于疲劳寿命的提高。

轧后水冷生产轴承钢的实验研究

研究了GCr15轴承钢棒材轧后水冷对所析出的珠光体形态和网状碳化物级别的影响,结果表明:在其他工艺参数相同的情况下,随着轧后冷却时间的延长,珠光体球团直径和片层间距减小,网状碳化物级别降低,水冷后返红温度为715℃时,可以得到细小的珠光体和少量弥散分布的碳化物,返红温度在715℃以下,随着温度继续降低对组织影响不大。

GCr15轴承钢的热变形模拟试验研究

利用先进的Gleeble 2 0 0 0热模拟试验机 ,对GCr15轴承钢某一轧制过程进行模拟试验 ,测定出GCr15轴承钢动态CCT曲线 ,并结合微观组织分析 ,制定合理的GCr15轴承钢轧后控制冷却工艺 ,以期达到提高GCr15轴承钢质量的最终目的。

球化工艺对Fe-1.3C-1.5Cr-1.5Al超高碳钢组织性能的影响

为研究离异共析和调质两种球化工艺对Fe-1.3C-1.5Cr-1.5Al超高碳钢组织性能的影响,利用SEM进行组织观察和材料万能试验机以及维氏硬度计进行力学性能测试。结果表明:该超高碳钢1 150℃×5 h-650℃×0.25 h珠光体转变组织,经850℃×0.25 h奥氏体化于830℃保温2 h后转变为完全的球状珠光体组织;经850℃×1 h淬火、650℃×2 h回火的调质处理获得回火索氏体;两种球化组织均具有高强度、高塑性,拉伸断裂机制均为沿晶断裂。

30CrMnSiNi_2A和T_(12)钢的冲击裂纹形成与扩展的试验研究

用自动冲击试验机和扫描电子显微镜,采用多试样冲击和剖面金相法,研究了具有回火马氏体（30CrMnSiNi2A）,片状珠光体（T12）组织的两种钢在冲击载荷作用下裂纹形成及扩展的过程,探讨了冲击裂纹形成载荷与断裂最大载荷之间的关系。结果表明:在冲击载荷作用下,不同组织裂纹萌生与扩展的方式并不一样。

低碳低合金钢临界-亚临界退火材料综合塑性研究

均匀细化的铁素体和细小片状珠光体晶粒是低碳低合金综合塑性显著的关键,而合理的热处理退火工艺参数能获得塑性良好的微观组织。以低碳低合金钢20CrMnTi为研究对象,在临界-亚临界温度Ac附近加热和保温处理材料。在此基础上,通过拉伸、硬度实验测试获得材料的综合塑性(硬度、伸长率、断面收缩率和屈服强度)。应用扫描电镜测试材料微观组织,研究细化的铁素体基体、细小片状渗碳体晶粒的分布。通过X射线衍射谱线可知,退火材料与原材料的铁素体相均以α-Fe形式存在,通过拉伸应力-应变曲线可知,退火材料屈服强度降低,通过试样拉伸断口的韧窝形貌图和数量可知,退火材料韧性迅速增加。最终实验结果表明,均匀细化的铁素体和细小片状珠光体有利于低碳低合金钢综合塑性变形的潜能发挥。

SWRH72A盘条拉拔断裂分析

用光学金相显微镜和扫描电子显微镜对SWRH72A盘条拉拔断裂试样进行一系列检验分析。结果表明:SWRH72A盘条组织中出现大量粗片状的珠光体是导致盘条拉拔断裂的直接原因。大量粗片状珠光体的形成与吐丝前后的冷却速度过慢等因素有关。严格控制吐丝前后的冷却速度,防止盘条堆积过密,可获得拉拔性能优越的索氏体组织。

GCr15轴承钢的热变形模拟试验研究

利用先进的GLEEBLE—2000型热模拟试验机,对GCr15轴承钢某一轧制过程进行模拟试验,测定出GCr15轴承钢动态CCT曲线,并结合微观金相组织分析,制定合理的GCr15轴承钢轧后控制冷却工艺,在新产品开发中,以期达到提高GCr15轴承钢质量的最终目的。

原始组织对ER9车轮钢滚动接触疲劳性能的影响

利用双盘滚动接触疲劳试验机对原始组织分别为片状珠光体+先共析铁素体(P+PF)和回火索氏体(TS)的ER9车轮钢试样进行滚动接触疲劳试验,并对结果进行了分析。结果表明:在油润滑条件下,原始P+PF试样的滚动接触疲劳寿命是TS试样的2.8倍.其原因是原始的P+PF的试样表面存在厚约1μm的机加工细晶层,而TS试样无明显细晶层,在疲劳过程中,P+PF试样会优先在细晶层内萌生浅层裂纹并平行于表面扩展形成浅层剥落,而后在细晶层剥落的区域萌生疲劳裂纹,而TS试样则直接在试样表面萌生疲劳裂纹.经过1×10^(5)周次在空气中的预磨损后,两种不同原始组织的试样表面均被强化,滚动接触疲劳寿命均有大幅度的提升.但由于P+PF试样预磨损过程中机加工细晶层的剥落以及产生了少量的疲劳磨损,部分疲劳磨损裂纹成为滚动接触疲劳裂纹的裂纹源,而预磨损后的TS试样的表层形成分布更为均匀的细晶层,故预磨损后的TS试样的滚动接触疲劳寿命远高于P+PF试样.

D2车轮钢原始组织对滚动磨损性能的影响

目的研究原始组织对D2车轮钢滚动磨损性能的影响,探索车轮耐磨性(多边化)的科学控制,为轨道交通关键材料设计和伤损控制提供理论和试验依据。方法使用GPM-30摩擦磨损试验机对原始组织分别为片状珠光体+先共析铁素体(P+F)和回火索氏体(TS)的D2车轮钢试样进行干摩擦风冷滚动磨损试验。通过测量磨损量、观察宏观磨损形貌和测量维氏硬度对磨损性能进行评价,通过扫描电子显微镜和光学显微镜对磨损形貌、截面组织进行观察分析。结果 TS试样更容易形成多边化现象,多边化现象的产生会加速试样的磨损。TS试样的磨损量以及磨损速率均高于P+F试样。运行2×10^5转后,P+F试样以及TS试样的表面磨损机制均以粘着磨损和氧化磨损为主,TS试样表面的剥落坑较多且深,粘着磨损程度更严重,粗糙程度更高。TS试样原始硬度较高,硬化幅度较低,约78%。P+F试样虽然原始硬度较低,但其硬化幅度可达95%,磨损后硬度更高,硬化层更厚。结论 TS试样内以铁素体变形细化的硬化效果为主,P+F试样内产生铁素体细化和渗碳体变形共同硬化的效果。在干摩擦滚动磨损条件下,原始组织为P+F的试样在磨损过程中硬化效果更突出,抗多边化能力和耐磨性能更好。

感应淬火工艺调试

本文总结工作经验、整理参考资料,对感应淬火工艺调试做一系统的总结,给与一定的指导意义。从如下几个角度对感应淬火工艺调试进行论述:工艺审查与设计、简述感应器设计,着重总结工艺参数的确定与工艺调试,提出注意事项,总结工艺记录项目,保持检测结果与工艺参数的高度统一,以便于未来的查阅,为零件生产和设备制造做好前期工作。一、工艺审查与设计1.仔细查看工件图样看清以下几项:1工件材料及化学成分。

消除45钢冷挤压开裂倾向的热处理措施

45钢冷挤压零件原材料预先正火,彻底消除魏氏组织、带状组织,形成均匀片状珠光体,然后在球化退火时,才能获得碳化物颗粒均匀、圆整、弥散分布在铁素体基体上的理想组织。这样就能保证冷挤压抗力最小,防止冷挤压时零件开裂的倾向。

ML40Cr冷镦螺栓法兰外圈表面开裂原因分析

ML40Cr钢Φ10mm盘条生产10.9级螺栓,经冷镦六角螺栓的法兰外圈表面出现大量密集性、斜向、“X”字型交叉裂纹现象。经对开裂螺栓解剖分析,主要与盘条退火拉拔后表层存在片状珠光体组织有关,该类组织因塑性较低、冷变形能力差等因素,在冷镦六角螺栓时,其法兰面因变形量较大容易出现开裂现象,而拉拔材表层片状珠光体与原始盘条经球化退火加热时温度过快、过高产生的冲温现象有关。