热处理工艺对30MnCrNiMo高强钢组织与性能的影响

借助全自动淬火膨胀仪测定钢的Ac1、Ac3相变点,通过对试验钢进行淬火+亚温淬火+回火热处理和淬火+回火热处理,研究了两种热处理工艺下30MnCrNiMo高强钢的组织与性能。结果表明:30MnCrNiMo高强钢的Ac1、Ac3相变点分别为653、807℃。采用淬火+亚温淬火+回火的热处理工艺所获得的马氏体和铁素体复相组织比直接淬火+回火得到的全马氏体组织更为细小、均匀,试验钢的屈服强度为1499 MPa,伸长率为14. 0%,室温、-40℃冲击吸收能量分别为35. 5和29. 5 J,钢的塑性和冲击性能显著提升,有效改善了30MnCrNiMo高强钢的强韧性能。

30Si2Mn2CrMo高强钢等温淬火及连冷淬火工艺对耐磨性的影响

为满足当前智能化采煤工作面采煤机截齿高强韧性与耐磨性要求,研制了30Si2Mn2CrMo高强钢,并研究了等温淬火和连续冷却淬火对其力学性能和耐磨性的影响.研究结果表明:不同淬火介质冷却后其冲击功和硬度不同;在连冷淬火工艺下选择聚烷撑乙二醇聚合物淬火液(PAG)冷却,截齿的硬度(57.8 HRC)和冲击功(63.9 J)综合力学性能良好.通过三体冲击磨料磨损试验表明,截齿试样在260℃进行等温淬火时其硬度值达到53.2 HRC,耐磨性是PAG淬火冷却试样的1.6倍,且其单次试验磨损量均为最低,故相对耐磨性能最佳.

30CrMnSiNi2A钢表面激光熔覆两种高强钢粉末的对比研究

分别在30CrMnSiNi2A钢表面激光熔覆1Cr12Ni2与AM355两种高强钢粉末,制备了熔覆1Cr12Ni2试样与熔覆AM355试样,测定了两种熔覆试样的力学性能,采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪观察了熔覆试样的组织与断口形貌。结果表明:两种试样的熔覆层均为马氏体组织,但熔覆AM355试样中清晰可见胞状晶组织。熔覆1Cr12Ni2试样的力学性能相对较低,抗拉强度达到1300 MPa,断后伸长率为3%,冲击韧性为27 J/cm^(2)。AM355熔覆层的合金元素含量更多,固溶强化作用更明显,此外奥氏体稳定化元素镍含量更高,奥氏体量较多,塑性与韧性较好,因此熔覆AM355试样具有好的综合力学性能,抗拉强度达到1380 MPa,断后伸长率达到5%,冲击韧性达到55 J/cm^(2)。熔覆AM355试样拉伸断口的熔覆层区域为撕裂型伸长韧窝,冲击断口的熔覆层区域为局部区域起伏的小韧窝形貌,显示出了更好的塑韧性。

不同镀层的30CrMnSiA高强钢-TA15钛合金电偶腐蚀行为

研究了3.5%NaCl溶液中,镀镍、镀镉钝化、镀锌钝化处理后的高强钢30CrMnSiA与TA15钛合金偶接后的电偶腐蚀行为。试验发现相比于镀镉钝化和镀锌钝化处理,镀镍处理的30CrMnSiA-TA15电偶对电偶腐蚀反应的驱动力最小,电偶电位最正,电偶电流密度最小,耐电偶腐蚀性能最好。采用扫描电镜观察电偶腐蚀后各种镀层的形貌,结果发现:镀镍层腐蚀形态为点蚀,镀镉钝化层会形成微裂纹,镀锌钝化层腐蚀局部呈片状,层层剥落。

30CrMnSiA高强钢在工业和海洋大气环境中的腐蚀行为研究

目的为30CrMnSiA高强钢的大气腐蚀防护设计、应用范围扩展和开发新钢种提供有益的借鉴和参考。方法采用腐蚀质量损失、XRD和SEM研究了30CrMnSiA高强钢在工业和海洋大气环境暴露60个月的大气腐蚀行为。结果 30CrMnSiA高强钢在工业和海洋大气环境中腐蚀质量损失随暴露时间变化的双对数函数分别是lgΔw=2.245+0.387lg t和lgΔw=2.822+0.637lg t。纤铁矿和针铁矿是两种大气环境中形成的腐蚀锈层的主要成分,除了纤铁矿和针铁矿外,在海洋大气环境形成的锈层中还发现了四方纤铁矿。随着暴露时间的延长,在海洋大气环境中形成的锈层呈现逐渐剥落的趋势。结论 30CrMnSiA高强钢在海洋大气环境中表现出较高的腐蚀敏感性,在工业大气环境中表现出较低的腐蚀敏感性。

补焊对30CrMnSiA高强钢焊接接头力学性能的影响

以30CrMnSiA高强钢原始焊接接头和一次补焊接头为研究对象,通过拉伸试验、疲劳试验及显微组织分析等方法研究了补焊对其焊接接头力学性能的影响。结果表明:经过补焊后,30CrMnSiA高强钢焊接接头的力学性能略微降低;热影响区是接头拉伸性能的薄弱部位,而焊趾处是接头疲劳性能的薄弱部位;补焊对焊缝附近的显微组织无明显影响。

航空用30CrMnSiNi2A高强钢电镀锌-镍合金层及其对氢脆性能的影响

目前,国内就航空用高强度钢表面电镀锌-镍合金层对氢脆性能的影响研究较少。在30CrMnSiNi2A高强钢表面电镀锌-镍合金层,并对其进行除氢处理。采用X射线荧光光谱仪测量镀层厚度和镀层中的镍含量,采用划线法测试镀层与基体的结合力,通过拉伸试验研究了镀层对基体氢脆性能的影响,通过盐雾试验测试了镀层的耐蚀性能。结果表明:锌-镍合金镀层的防蚀能力达到航空用材防蚀要求;当电镀时间较短、镀层较薄时,电镀过程对基体的氢脆性影响较小;电镀时间较长、镀层较厚(16μm左右)时,电镀过程中产生的氢会渗入基体并积累,并可导致氢脆,镀后1 h内进行除氢,则可有效去除基体中的氢。

T700碳纤维复合材料与30CrMnSiA高强钢在NaCl溶液中的电偶腐蚀行为

为了探究碳纤维复合材料与高强钢在相互接触时实际使用的可行性,将T700碳纤维环氧树脂复合材料与30CrMnSiA高强钢置于NaCl溶液中进行电偶腐蚀,研究了温度、NaCl浓度、pH值对二者电偶腐蚀行为的影响。采用电化学法测试了二者在3.5%NaCl溶液中的开位电位,采用扫描电镜观察二者电偶腐蚀前后的形貌。结果表明:碳纤维与高强钢在NaCl溶液中接触时会发生严重的电偶腐蚀;温度、NaCl浓度及pH值对电偶电流有较大的影响;高强钢电偶腐蚀后,表面有一层暗红色的铁锈,腐蚀严重;随着腐蚀的进行,碳纤维环氧复合材料表面树脂由于溶胀作用遭到剥离,碳纤维露出得越来越多,进一步加快了高强钢的腐蚀。

不同镀铬工艺及镀铜预处理对30CrMnSiA高强钢疲劳性能的影响

目的尝试采用新型微裂纹铬工艺或者引入缓冲层来实现镀铬层抗疲劳性能的改善。方法分别采用标准硬铬、自研微裂纹铬工艺对30CrMnSiA高强钢进行处理,通过旋转弯曲疲劳试验评价了两种镀铬工艺对其疲劳性能的影响。同时,对比了镀铜预处理的作用,利用FESEM分析了断口形貌。结果相比于硬铬镀层,自研微裂纹铬镀层表面微裂纹浅而细、数目更多,密度高达1020条/cm,且裂纹未贯穿镀层,呈层状分布。在850 MPa应力下,30μm厚的硬铬镀层会使30CrMnSiA钢的中值疲劳寿命下降48%左右,疲劳断口呈多源区特征。而相同厚度的自研微裂纹铬镀层仅使基体的疲劳寿命下降了23%,疲劳试验后镀层上未发现明显裂纹、裂纹呈多向性扩展。结论自研微裂纹铬工艺处理的30CrMnSiA钢,其抗疲劳性能明显好于硬铬处理试样。若在基体/镀铬层之间引入镀铜过渡层,可有效地减少直达金属基体的裂纹数目,30CrMnSiA钢的疲劳性能得到明显改善,中值疲劳寿命几乎接近于基体。

热处理对30CrMnSiA高强钢焊接接头力学性能的影响

针对某型飞机的焊接模拟件展开了力学特性研究,模拟件为30CrMnSiA高强钢板件的一次焊接试验件,分为焊后热处理与焊后不进行热处理两种加工状态。通过拉伸试验、疲劳试验,对疲劳断口显微组织进行了分析,研究了热处理对30CrMnSiA高强钢焊接接头力学性能的影响。结果表明:焊后热处理可以改善焊接接头的力学性能,其中拉伸强度与中值疲劳强度明显提高。通过断口的显微组织观察,可以发现热处理减小了焊缝区的气孔缺陷,改善了焊接接头的疲劳性能。

30CrNi3MoV高强锻件厚度和层数对抗侵彻性能的影响规律研究

针对一种新研的30CrNi3MoV高强钢锻件,研究锻件靶板结构对抗侵彻性能的影响,采用LS-DYNY有限元计算软件,对侵彻弹侵彻不同厚度、不同层数的30CrNi3MoV锻件靶板过程进行了数值计算,得到了锻件靶板的侵彻深度,获得了厚度和层数对锻件靶板抗侵彻性能的影响规律。计算和试验结果表明,30CrNi3MoV高强钢锻件具有优异的抗侵彻性能;在锻件靶板不被贯穿的极限厚度以上,单层30CrNi3MoV靶板抗侵彻能力随厚度增加而提高,与靶板厚度基本呈正比例关系;在靶体总厚度一定的情况下,多层30CrNi3MoV靶板层数越多,靶体的抗侵彻能力越弱。

高强钢焊接区“三点弯曲”试验拘束应力的测定

采用“三点弯曲”试验对HQ13 0高强钢焊接熔合区附近的应力状态进行了试验测定。试验结果表明 ,外加载荷增大 ,焊接试样的应力应变值逐渐增大 ,经过近似直线的弹性范围后 ,达到塑变区后应变发生突变。外加载荷增加使产生裂纹的可能性增大。尽管应变的公式计算值和实测值之间存在着一定的偏差 ,但二者的总体趋势是一致的 ,在要求不太严格或只要求获得应力变化规律的情况下 ,仍可用公式法估算。

混合稀土(La-Ce)对30MnCrNiMo钢高温变形行为的影响

为研究稀土对30MnCrNiMo钢高温变形行为的影响,利用Gleeble-1500D热模拟试验机对含稀土与不含稀土试验钢进行高温压缩试验并观察压缩后的显微组织。结果表明:当变形温度为1 000℃时,混合稀土(La-Ce)能够提升钢的变形抗力,并随压缩变形量的不同而不同;1 100℃时,稀土对钢的变形抗力没有明显影响。加入稀土后,钢的再结晶激活能提升了6.78%,混合稀土(La-Ce)对钢的再结晶具有抑制作用;用Origin8.0软件进行回归分析,建立含稀土30MnCrNiMo钢的数学模型,该模型具有良好的曲线拟合特性,计算值与试验值基本吻合。

不同处理条件对建筑用高强钢组织及力学性能的影响

以建筑用30Mn Si高强钢为对象,研究其在余热淬火和微合金化处理条件下组织与性能的变化规律。结果表明,经余热淬火处理后的6#钢具有最高的抗拉和屈服强度;1#、2#、5#和6#钢的疲劳断裂面存在明显的分层现象;经V微合金化后,试验钢的疲劳寿命提升,均大于5.00×106次,且抗拉强度和屈服强度有所提高。

ZG30Cr06E的焊接性分析研究

对煤矿机械液压支架中新研制的抗拉强度高达800MPa柱窝材料ZG30Cr06E的焊接性进行了研究。采用热影响区最高硬度试验、斜Y型坡口裂纹试验测试了该钢对冷裂纹的敏感性,并研究了不同焊接工艺条件下焊接接头组织转变和性能变化规律。结果表明,在室温下焊接时,其热影响区最高硬度值达387HV,有一定的淬硬倾向,冷裂纹的敏感性大,焊接过程中应采取措施防止冷裂纹的产生;焊接工艺参数对焊接接头组织和性能均有一定的影响,为确保焊接质量,焊接时要采用合适的预热温度,并控制焊接线能量和焊道间温度。

30CrMnSi钢的热变形行为与晶粒演化特征

对于初始粗晶的高强钢30CrMnSi进行了圆柱体热压缩实验研究，获得了该种材料在不同温度不同应变速率条件下的真应力一应变曲线以及动态再结晶和晶粒细化的规律。应用峰值应力的实验结果计算出了该材料热变形过程的激活能以及每个实验条件的Z参数，得到了高强钢30CrMnSi的热变形过程以及动态再结晶过程的主要特征变量作为Z参数的函数表达式。发现在z参数=1．0E＋12／s～1．OE＋13／s、工程应变一60％的条件下动态再结晶会产生较好的晶粒细化效果。

30CrMnSiNi2A钢紧固件磁控溅射铝膜的腐蚀和氢脆性能

为提高30CrMnSiNi2A螺栓紧固件的耐腐蚀性能，采用磁控溅射技术在30CrMnSiNi2A试样和螺栓表面制备铝薄膜。采用SEM观察铝膜层的微观形貌。选取与镀铝薄膜厚度相同的氰化镀锌试样为对比件，采用电化学工作站和中性盐雾试验测试薄膜的耐腐蚀性能；采用氢脆试验测试基体和镀铝后处理试样的氢脆性能。结果表明：螺栓表面铝薄膜的厚度为7．26～10．47μm，厚度不均匀性为±17．2％；镀铝薄膜的螺栓耐盐雾腐蚀性能比氰化镀锌的耐腐蚀性能好；化学转化后处理和喷丸＋化学转化复合后处理的镀铝螺栓的耐盐雾腐蚀性能优异，自腐蚀电流与30CrMnSiNi2A基体相比下降了1-2个数量级；磁控溅射镀铝薄膜和后处理工艺对30CrMnSiNi2A钢基体的氢脆性能没有影响。

混合稀土(La-Ce)对30MnCrNiMo钢组织与性能的影响

为了改善30MnCrNiMo钢板的综合力学性能,向钢中加入微量混合稀土元素,借助全自动淬火膨胀仪测定钢的相变点,制定了钢的热处理工艺,通过显微组织观察及冲击、拉伸性能测试,研究了含稀土与不含稀土两组试验钢的组织与力学性能。结果表明,加入混合稀土La-Ce后,提高了钢的A_(c1)、A_(c3)相变点温度,降低了钢的Bs、Bf相变点温度,提升了钢的贝氏体的显微硬度,改善了回火马氏体组织、细化了奥氏体晶粒,变质了钢中夹杂物,提升了钢的冲击性能和拉伸性能,室温冲击功和-40℃低温冲击功分别提升了16.8%和17.4%,抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别提升了15.2%、4.5%和8.3%。

碳纤维/环氧复合材料与不同金属材料的电偶腐蚀行为研究

本文对碳纤维/环氧复合材料与30CrMnSiA高强钢和1Cr17Ni2不锈钢两种金属材料之间的电偶腐蚀行为进行了研究。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同试验状态下金属材料表面的微观腐蚀形貌,对1Cr17Ni2不锈钢试样进行原子能谱分析。研究结果表明,在直接接触情况下,碳纤维/环氧复合材料与30CrMnSiA高强钢发生了明显的电偶腐蚀现象,与1Cr17Ni2不锈钢几乎没有发生电偶腐蚀现象。采用玻璃布/胶膜的阻隔防护方式对30CrMnSiA高强钢电偶腐蚀的阻隔效果非常明显,可以明显提高30CrMnSiA钢的耐腐蚀性,但对1Cr17Ni2不锈钢影响不大。碳纤维/环氧复合材料与30CrMnSiA高强钢需要进行防护后才能接触使用,与1Cr17Ni2不锈钢可以直接接触使用。