20CrMnTi钢齿轮残余奥氏体异常分析及解决方案

采用金相显微镜和维氏硬度计对20CrMnTi钢齿轮发白部位进行金相组织观察和硬度测试,分析齿轮经真空低压渗碳热处理后产生表面局部发白现象的原因,并提出解决方案。结果表明发白部位存在大量残余奥氏体,齿面残余奥氏体深度范围为45~170μm,且齿面存在大尺寸碳化物。距表面0.05 mm处硬度只有505 HV_(1),远低于技术要求的660~750 HV_(1)。通过对设备及工艺过程检查,发现齿轮表面残余奥氏体超标是由乙炔泄漏进入转移通道内造成工件在淬火转移过程中表面二次渗碳导致的。

铣削20CrMnTi钢已加工表面粗糙度的试验研究

采用正交试验法研究CBN直柄平底立铣刀高速铣削20CrMnTi淬硬钢时切削参数对已加工表面粗糙度的影响。通过极差分析方法研究了切削参数对表面粗糙度的影响程度,通过单因素试验法得到了切削参数对表面粗糙度的影响规律,建立了基于指数函数的切削参数与表面粗糙度的关系模型。利用预测模型得出的表面粗糙度与试验的结果进行误差分析,说明所建立的模型能比较准确地对表面粗糙度进行预测。试验结果表明:各因素的影响程度从大到小依次为铣削深度、每齿进给量和切削速度,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小。

20CrMnTi钢在海洋环境中的腐蚀行为

依据海洋设备的实际服役条件,采用电化学测试、人造海水全浸腐蚀试验、盐雾/干/湿交替循环腐蚀试验、电偶腐蚀试验和实海腐蚀试验等方法,研究了20CrMnTi钢在海洋环境中的腐蚀行为。结果表明:20CrMnTi钢在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位为-0.516 V(vs.SCE),自腐蚀电流密度为1.563×10^(-6)A/cm^(2),点蚀电位为-0.473 V(vs.SCE),极化曲线无钝化区间;在人造海水全浸腐蚀试验中20CrMnTi钢的腐蚀速率为78.66μm/a,在盐雾/干/湿交替循环腐蚀试验中腐蚀速率为2830.27μm/a,与05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢偶连时,20CrMnTi钢在人造海水中的腐蚀速率为286.42μm/a,在三亚实海中的腐蚀速率为310.06μm/a,腐蚀形式主要为均匀腐蚀;盐雾/干/湿交替循环腐蚀可对20CrMnTi钢的腐蚀起到明显加速作用;在实验室电偶腐蚀试验中20CrMnTi钢的腐蚀速率与实海腐蚀时相近,因此实验室电偶腐蚀试验可较好模拟设备在实际海洋环境中的腐蚀规律。

20CrMnTi钢铸坯加热过程横向断裂原因分析

针对20CrMnTi钢入轧钢加热炉出现自然断裂的问题,对铸坯的横向断口进行分析,结果表明主要原因是铸坯的凹陷和浇铸时二冷区域回温。通过调整保护渣的理化指标及优化结晶器水量,减少二冷回温等改进措施,改善了铸坯的凹陷,连续20个浇次5.46万t铸坯在入轧钢加热炉过程未出现自然断裂。

20CrMnTi钢的温热变形行为及其数学建模

利用热模拟试验研究了20CrMnTi钢在温度为1123～1 273 K,变形速率为0.01～20 s-1条件下的温热变形行为,并对其变化规律进行系统分析.以流动应力σ为目标函数,研究了主要热力参数对目标函数的影响.基于蠕变理论和统计分析建立了两种适用于20CrMnTi钢温热锻的流动应力数学模型,为20CrMnTi温热成形数值模拟和热力参数的合理控制提供了依据.

20CrMnTi钢超饱和渗碳工艺的研究

分别采用常规渗碳和预渗碳加循环渗碳的超饱和渗碳工艺对20CrMnTi钢进行渗碳处理,研究了两种渗碳工艺处理后该合金钢渗碳层的显微组织,并对其硬度及耐磨损性能进行了比较。结果表明:采用预渗碳加循环渗碳这种超饱和渗碳工艺,20CrMnTi钢的渗碳层中形成了大量弥散分布的粒状碳化物,其表面硬度达到1057 HV0.1,耐磨损性能比常规渗碳提高20%。

20CrMnTi钢压辊深层稀土硼碳氮共渗

对20CrMnTi钢深层稀土硼碳氮共渗工艺进行了研究,并对其共渗层的组织、硬度及耐磨性和耐腐蚀性能进行了测试与分析。结果表明,与碳氮共渗工艺相比,深层稀土硼碳氮共渗层的硬度、耐磨性和耐蚀性明显提高。将其应用于20CrMnTi钢粮机压辊,模具寿命提高了40%,取得了较好的经济效益。

20CrMnTi钢粮机压辊碳氮共渗的应用研究

对粮机压辊在材料与热处理工艺方面进行了改进,并采用金相显微镜、硬度计、电子天平等设备对共渗层进行了组织、硬度、耐腐蚀性分析。与38CrMoAl钢氮化处理相比,20CrMnTi钢碳氮共渗处理得到了硬度与层深的适当配合,取得了模具成本降低50%、经济效益提高70%的良好效果。

20CrMnTi钢内部裂纹愈合的热处理研究

研究了20CrMnTi钢内部裂纹在不同热处理条件下愈合的规律。结果表明,20CrMnTi钢加热至850℃保温20min后空冷,内部裂纹开始愈合。裂纹愈合区由再结晶的细小铁素体组成,并形成愈合带。随加热温度的升高,愈合带逐渐变窄,裂纹愈合程度提高;愈合过程中裂纹形态的变化呈现为:原连续状!断续状!近圆形孔洞!少量小孔洞。小孔洞是钢中的杂质元素、Si、Mn的富集区。

20CrMnTi钢位错密度的测定及其位错形态研究

为了探讨20CrMnTi钢的冷变形强化过程位错密度的分布与位错形态,采用X射线衍射法及多晶单线付氏分析理论。在实验基础上测量了不同应变量冷变形时20CrMnTi钢的位错密度,分析了应变量与位错密度及加工硬化的关系,利用透射电子显微镜对冷镦粗件的位错形态进行了观察.结果表明,位错密度随变形量的增加而提高,同时,随变形量增加加工硬化效果增强,晶体位错形态为"曲折"形位错线,应变量较大时位错呈胞状结构.

稀土添加量对20CrMnTi钢表面碳铌复合渗层组织及性能的影响

目的提高20CrMnTi钢表面硬度及耐磨性能。方法采用粉末包埋法在20CrMnTi钢表面制备了碳铌复合渗层。粉末渗铌剂组成为铌粉、氧化镧、氧化铝及氯化铵,渗铌温度为950℃,保温时间为5 h。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、能谱仪、X射线衍射仪及微动摩擦磨损试验机,研究了不同La_2O_3添加量条件下,碳铌复合渗层的硬度、厚度、组织、物相组成及摩擦系数。结果不同La_2O_3添加量条件下,复合渗层主要由NbC相组成,厚度为23~28mm,硬度为2250~2950HV0.5。随着La_2O_3添加量的增加,复合渗层物相组成变化不明显,渗层晶粒尺寸先增大后减小,厚度逐渐下降,硬度先上升后逐渐下降,摩擦系数基本是先上升后下降。稀土添加量(质量分数)为0.5%时,其摩擦系数较低。结论粉末包埋复合渗铌渗剂中,La_2O_3的最佳添加量为0.5%,能细化渗层晶粒尺寸,有利于提高20CrMnTi表面碳铌复合渗层的致密性及硬度。

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。

20CrMnTi钢的位错密度及晶体结构

采用X射线衍射法及新的线性分析理论,准确地测量了不同应变量时20CrMnTi钢的位错密度,分析了应变量与位错密度的关系。结果表明:位错密度随变形量的增加而提高,退火状态时位错密度较低。透射电镜试验证明了20CrMnTi退火后的组织为铁素体和珠光体,晶内位错表态为"曲折"形的位错线,变形后形成胞状结构,同时有孪晶出现。胞状结构的出现大大提高了钢的强度。

不同表面处理工艺对汽车部件用20CrMnTi钢耐磨损性能的影响

以汽车部件用20Cr Mn Ti钢为研究对象,分析碳氮共渗、磁化电解渗硫及碳氮共渗磁化电解渗硫复合工艺对其显微硬度及磨损表面微观结构的影响规律。结果表明,经碳氮共渗和磁化电解渗硫复合处理后,试验钢磨损速率、磨损量以及摩擦系数均降低,磨损性能得到改善。

微晶刚玉磨粒磨削20CrMnTi钢的数值模拟研究

为了研究微晶砂轮磨削20CrMnTi钢的磨削性能与磨削机理,开展了单颗微晶刚玉磨粒高速磨削模拟试验。研究表明:磨削热使磨削表面产生较高温度,同时使工件表层生成较大变化的温度场梯度,造成表层的残余应力分布变化。此外,还着重阐述了磨削速度、磨削深度两个因素对温度、变质层深度、残余应力等物理量的影响机制。随着磨削速度和磨削深度的不断增大,磨削温度会增大;表面残余压应力却将逐渐减小,甚至可能转变为残余拉应力。随着磨削速度的增大,变质层深度先增大后减小。随着磨削深度增大,变质层深度增大。

20CrMnTi钢渗碳后变形温度对流变特性的影响

将齿轮常用钢 2 0CrMnTi,取为圆环试样 ,经渗碳处理为含碳浓度不同的均匀试样 ,在Gleeble— 15 0 0热模拟机上压缩变形 ,研究变形温度对 2 0CrMnTi钢渗碳后流变特性r的影响。考虑Fe C Cr Mn四元合金相变特点 ,得出2

淬火温度对20CrMnTi钢组织和性能的影响

通过模拟20CrMnTi钢渗碳后的预冷淬火过程,研究了不同淬火温度对其淬火后组织和性能的影响。结果表明,由于淬火温度的不同,钢淬火后组织和性能发生很大变化。在Ac1～Ac3双相区淬火时,随着淬火温度的升高组织中铁素体量减少,其形态由大块状逐渐变成细片状和孤岛状;钢的强度、硬度和塑性均增加;840℃淬火,强度、硬度达到最大值,870℃淬火,伸长率达到最大值(15.5%);再提高淬火温度,则强度、硬度和塑性均下降;20CrMnTi钢渗碳后的最佳淬火温度应在840～870℃之间。

钛含量对20CrMnTi钢晶粒度的影响

研究了钛含量对20 CrMnTi钢晶粒度的影响。结果表明:在用1 kg/t铝终脱氧的情况下,20 CrMnTi钢中的钛含量应按国标GB 3077-82中规定的下限或超下限(0.04～0.03%)控制。

20CrMnTi钢齿轮的碳硼复合渗

通过在齿轮试验机上对20CrMnTi钢碳硼复合渗和单一渗碳齿轮的对比实验,提出了影响复合渗齿轮寿命的因素及其在高速、重载条件下的抗胶合性能。