22MnCrNiMo高强钢连续冷却过程中的马氏体相变行为

利用热膨胀相变仪、光学显微镜、扫描电镜及高分辨透射电镜研究了22MnCrNiMo钢过冷奥氏体在不同冷速下的相变产物及其相变机制。结果表明:冷却速度在2~20℃/s范围内时,相变产物是板条马氏体和针状马氏体,整个马氏体相变分为板条马氏体形成阶段(315~400℃)和针状马氏体形成阶段(230~315℃)。在连续冷却过程中,由于控制马氏体切变方式的临界分切应力受温度和合金元素的影响,冷却至Ms以下的过冷奥氏体优先形成以位错亚结构为主的板条马氏体,随着温度的降低,富碳奥氏体逐渐转变为以孪生亚结构为主的针状马氏体。针状马氏体体积分数随冷速的增加逐渐降低。

马氏体锻球的研制及生产应用

采用攀钢生产的X90方钢,通过先进的切割下料、加热、锻造、淬火及低温回火工艺得到健全的锻球。其表面金相组织为；细针状马氏体＋微量残余奥氏体,心部金相组织为：珠光体＋马氏体＋微量铁素体。锻球淬硬层为20～30mm,淬硬层硬度为59～61HRC,各面之间的硬度差值为1～2HRC。通过工业性试验,平均单耗为0．68kg／t原矿,破碎率＜1％。

球墨铸铁QT600-3激光相变硬化试验研究

采用CO2激光对模具材料球墨铸铁QT600-3进行激光相变硬化的试验研究。结果表明,在较大光斑直径,较低的激光功率密度,较低激光扫描速度的工艺条件下,激光扫描后的硬化层组织中含有较多的针状马氏体;硬化层表面的宏观硬度可达60HRC,为基体硬度的2.4倍,硬化层表面处的显微硬度随着扫描速度的减小而增大,随着激光功率的增大而增大。硬化层深度可达到0.95 mm,硬化层的深度随着扫描速度的增加而减小,随着激光功率的增加而略有增加。

5CrMnMo钢淬火加热保温时间的研究

研究了５ＣｒＭｎＭｏ钢在９００℃下的加热淬火保温时间对组织和力学性能的影响。结果表明，随保温时间的延长，淬火组织中针状马氏体减少，板条马氏体和残留奥氏体增加。当保温时间超过３５ｍｉｎ后，淬火组织由单一板条马氏体和包围在板条马氏体周围的残留奥氏体薄膜组成。保温时间不超过９０ｍｉｎ，σｓ和σｂ值不下降。经５２０℃和５４０℃回火，αＫ值与ＫＩＣ值在５０ｍｉｎ保温时出现明显峰值，适当的淬火保温时间是提高５ＣｒＭｎＭｏ热作模具钢韧性的重要工艺措施。

Ti811合金表面TC4激光熔覆层微观组织及性能

按照CFM56系列发动机维修手册的建议,在Ti811合金表面采用同步送粉激光熔覆技术,以TC4合金粉末为原料,制备出均匀致密、无气孔和裂纹等缺陷的激光熔覆层.分析涂层的宏观形貌、微观组织结构和组织相变过程,测试涂层的显微硬度和摩擦磨损性能.结果表明,扫描电镜下涂层微观组织呈现魏氏体结构特征,涂层显微硬度相比基材有所提高,主要原因是涂层中的针状马氏体α’有一定的强化作用;涂层中弥散分布的纳米颗粒Ti3Al的沉淀强化和弥散强化等作用也在一定程度上提高了涂层的显微硬度;熔覆层的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损的复合磨损机制.

20CrMo连杆断裂失效分析

采用光学金相和电子探针分析仪等分析手段 ,对 2 0 Cr Mo嘉陵摩托车连杆的断裂进行了分析。结果表明 :连杆在热处理过程中在其表面层形成了粗大的马氏体针状组织是造成断裂的主要原因 。

合金铸铁激光热处理研究

研究了活塞环合金铸铁激光表面处理后的组织和硬座变化．研究表明：激光表面处理能极大地提高材料的表层硬度；硬化区由熔化区和相变区两部分组成，硬化区中的高碳针状马氏体是材料表层获得高硬度的主要原因．

基于预应力加载的淬硬表面强化层厚度预测

为评估预应力磨削加工中,预应力参量对工件表面磨削强化层厚度的影响,对未调质45钢试件施加0~100 MPa不同预应力并进行表面磨削淬硬.在有限元软件ANSYS中用热-力顺序加载的办法模拟磨削加工淬硬过程,分析热相变和加工硬化对加工硬化层厚度的影响,探讨距切入点不同位置的加工硬化层厚度分布.硬化层厚度仿真结果与试验数据相符,误差小于6%.同时,加载预应力导致磨削表面强化层厚度出现小幅减薄(<10%)的结果,证实加载预应力加剧材料组织重分布,抑制了淬火碳化物的弥散,但可能并非是利于硬化层厚度增加的因素.

预应力加载条件下零件干磨削表面强化层特征

采用预应力复合干磨削加工技术,对未调质45#钢试件在不同预应力加载条件下实施表面磨削淬硬,观测不同磨削深度和进给速度条件下的试件表层金相组织,测量并分析试件在不同预应力条件下磨削淬硬层厚度、金相组织的变化状况,并通过试件截面不同位置硬度测定显示淬硬层厚度及金相成分的变化,得到试件施加预应力对淬硬强化层厚度的影响规律.研究表明,预应力淬硬磨削能使工件表面产生强化层,且大的磨削深度和小的进给速度有利于试件表面发生相变强化以及表层塑性变形的增大.

提高Cr12MoV拉丝模使用寿命的工艺研究

研究了改善Cr12MoV拉丝模质量的热处理工艺。经特定温度充分预热,在温度1000℃～1040℃区间淬火的热处理工艺,获得了细针状马氏体和高度弥散均匀分布细颗粒状碳化物,从而得到高强韧最佳配合的显微组织和优异性能,提高了拉丝模使用寿命1到2倍。

40CrNiMo钢颗粒模热处理工艺研究

本文通过对4cCrNiMo钢表面微渗碳淬火加底温回火处理新工艺的研究,认为对提高颗粒模寿命,取代进口.有着实际应用价值。

重熔焊对TC4钛合金接头气孔及力学性能的影响

针对TC4钛合金接头内部易产生气孔缺陷的问题,开展了重熔焊对接头气孔消除作用的研究。研究表明,不同重熔焊电流均能得到外观成形良好的焊缝,X射线探伤结果显示,重熔焊能够有效减少气孔数量,气孔尺寸越大消除作用越显著,且增大重熔焊电流有利于提高气孔消除率。拉伸试验表明,R70(重熔焊电流为70 A的接头,下同)、R80重熔焊接头的抗拉强度与母材相当,硬度在母材区获得最低值,这主要与熔合区中存在的针状马氏体α′相有关。而R90接头抗拉强度较高但延伸率显著降低,且在熔合区生成了粗大的块状初生αm相,从而使熔合区成为整个接头的薄弱环节。

汽车连接杆的失效分析

某厂生产的汽车连接杆在低应力下断裂,采用宏观断口分析、金相分析、扫描电镜断口分析等方法对断裂连杆进行了分析。结果表明,在连接杆焊缝附近的热影响区中存在大量针状马氏体组织,在低应力的作用下,导致材料发生脆性断裂。

薄壁TA2钛管高频焊接接头的组织和力学性能

采用光学显微镜和扫描电镜分析了壁厚为0.5 mm的TA2钛管高频感应焊接接头的组织,并对焊缝和母材进行了力学性能测试。结果表明:当焊接速度为60 m/min,焊接功率为18~21 kW,热输入为18~21 kJ/m,挤压量为0.200 mm时可获得成形性好、无宏观缺陷的焊接接头,焊缝连续笔直,表面无裂纹,外毛刺连续均匀。焊接接头组织在焊后冷却过程中发生了不完全转变,部分α相转变为α′相,焊缝及热影响区的组织由粗大锯齿状α相和部分针状α′(针状马氏体)相组成。焊缝及母材显微硬度呈“M”型对称分布,两侧热影响区硬度最高,母材次之,焊缝中心硬度最低。焊接热影响区针状马氏体的存在是导致硬度显著高于母材的主要原因。在合适的工艺条件下,焊接接头的平均抗拉强度为446.8 MPa,达到母材的82%;伸长率为16%,低于母材(26%),焊接接头断口有明显的韧性断裂特征。

置氢量对TC4钛合金激光焊接头组织相变及硬度的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等研究了置氢量分别在0%、0.05%、0.16%和0.37%时的TC4钛合金激光焊接头的显微组织及相变,并用数字显微硬度计分析置氢后接头硬度的变化规律,阐述其影响机制。结果表明:随着置氢量的增加,母材中的α相减少,β相增加;焊缝组织由针状马氏体α′相转变为片层状组织,且母材和焊缝组织向同一方向转变。接头显微硬度随置氢量的增加逐渐降低,且母材和焊缝的硬度差值逐步缩小,当置氢量为0.37%时,焊缝和母材的硬度差最小,为13 HV。置氢量影响TC4钛合金接头硬度的原因是接头中软化相β、氢化物δ和氢的固溶强化等引起的多种相变的作用。

40Cr 压下螺杆破断分析

采用光学金相‘和电子探针分析仪对４０Ｃｒ压下螺杆的性断裂进行了分析，并探讨了断口的形成机理。结果表明：螺杆端头局部淬火形成的粗大针状马氏体组织具有很大的脆性，使其在开始使用时就发生了沿晶断裂及解理断裂。

一种高韧性石油钻杆用耐磨堆焊药芯焊丝的研制

针对石油钻杆环形耐磨带韧性偏低而易在该焊缝首尾搭接处产生裂纹的问题,文中通过优化药芯焊丝合金组分配置,构建了一种立体层次控碳方式而控制扩散到晶界的碳量,使之形成由隐针状马氏体团、原位析出的MC型弥散增强相和沿晶分布的网状奥氏体等组成的强韧性配合良好的显微组织。宏观硬度和冲击韧性测试结果表明,该堆焊合金的宏观硬度高达HRC60, V形缺口冲击韧度为44.7 J/cm^2,远高于国内市售同类药芯焊丝的,具有优良的抗裂性。现场钻杆表面堆焊试验结果表明,其环形焊缝首尾搭接处未产生任何裂纹,完全满足实用要求。

冷轧双相钢HC420/780DP冲压开裂原因分析及改进

针对采用冷轧双相钢HC420/780DP冲压某车型前纵梁加强件过程中易出现开裂现象的问题,通过对材料性能、显微组织、断口形貌与冲压工艺进行分析可知,材料带状组织及针状马氏体的存在、屈强比偏高均对冲压变形产生不利影响,裂纹产生与成形复杂程度、模具圆角半径、板料成形方向及压边力等有关。通过在连铸过程中铸坯凝固末端实施轻压下与在冷轧过程中提高板料退火温度实现了材料显微组织与力学性能的优化,结合冲压工艺,利用改变落料方向发挥板料轧制成形优势与降低压边力,提高了成形过程中的材料流动性,开裂问题得到了有效解决,开裂率由75%降至0.5%以内。

17Cr2Ni2Mo变速箱副箱输出轴断裂失效分析

通过扫描电镜、金相组织分析、化学成分检测和显微硬度测试等手段研究了17Cr2Ni2Mo变速箱副箱输出轴断裂失效的原因。结果表明:17Cr2Ni2Mo输出轴属单向弯曲、脆性断裂;17Cr2Ni2Mo输出轴热处理过程中淬火温度过高,回火温度偏低,表面形成了粗大的针状马氏体,且淬火的晶粒粗大,表面脆性增加;输出轴断裂源发生于输出轴轴颈变截面过渡部位,在热处理过程中极易产生表面裂纹并向内部扩展,是整个轴中最为薄弱的区域,建议改进热处理工艺。

变速箱二轴的断裂分析

汽车变速箱二轴在工作中发生多起断裂事故。采用金相检验、扫描电镜和化学成分分析等手段,对断裂变速箱二轴进行了检验分析。结果表明,轴的断口具有明显的疲劳特征,疲劳源位于二轴花键槽根部。由于渗碳淬火工艺不当,在二轴花键槽根部的组织中产生了网状碳化物和粗大的针状马氏体,在外力作用下形成沿晶显微裂纹并扩展,是导致二轴疲劳断裂的主要原因。