31CrMoV9钢调质与气体氮化工艺研究

新开发的液压柱塞泵中的主轴使用31CrMoV9加工。为提高和掌握该材料的综合性能及其表面的耐磨性能和抗疲劳性能,先对31CrMoV9原材料进行调质处理,粗加工到一定尺寸后进行气体氮化处理,氮化后再进行精加工到零件尺寸的工艺研究。基于此,对31CrMoV9的调质工艺、气体氮化工艺进行了试验,试验后对调质硬度、氮化层深度等进行检查,最终确定31CrMoV9材料的调质工艺和氮化工艺。研究结果表明,31CrMoV9经910℃淬火,630~640℃回火,可满足28~35HRC的硬度要求。气体氮化处理后,表面硬度可达800HV0.2以上。

31CrMoV9钢的离子渗氮

对φ55 mm 31CrMoV9钢棒材进行了910℃正火、900℃油淬和600℃回火的预备热处理。然后将该棒材加工成10 mm×10 mm×25 mm的试样。将试样在510℃分别进行离子渗氮25 h和45 h。采用金相分析和硬度试验测定了渗层的深度、表面硬度和显微组织,目的是研究31CrMoV9钢离子渗氮的可行性。结果表明,随着离子渗氮时间的延长,深层深度增大,表面硬度升高,但脉状组织趋于严重。此外,渗层无脆性,心部组织良好。结果表明,31CrMoV9钢的离子渗氮表面硬化是可行的。

31CrMoV9钢固溶双细化工艺研究

对31CrMoV9钢棒料和大型齿圈坯件进行了双细化处理。结果表明，双细化工艺处理可使Ф70mm的棒料完全淬透，高温回火后组织为回火索氏体1级，晶粒度6．5～7．5级，力学性能达到或超过德国相关标准，并解决了含V钢切削性能差的问题。

31CrMoV9热处理工艺研究

分析了淬火温度和回火温度对31CrMoV9钢力学性能和组织的影响。淬火温度一定时,随回火温度升高,材料的抗拉强度和屈服强度下降明显,低温冲击性能则提升显著。回火温度一定时,随淬火温度的提高,材料的强度指标得到提高,但塑性和韧性降低。材料的最佳调质处理工艺为:930℃淬火+600℃回火。

31CrMoV9钢调质工艺研究

为提高31CrMoV9钢的综合力学性能,对其进行调质处理工艺研究。对材料的力学性能和组织进行分析,确定调质工艺为淬火温度(900±10)℃,回火温度635℃。调质处理后,材料的力学性能完全满足标准要求。

焊后热处理对31CrMoV9钢电子束焊接接头组织及性能的影响

研究了31CrMoV9钢电子束焊接接头在焊后去应力退火、焊后调质两种不同焊后热处理状态下的焊缝组织与性能,并与同等强度等级下的母材组织与性能进行了对比研究。结果表明,接头焊后组织为板条马氏体及少量残留奥氏体;焊缝经调质处理后,组织为相对均匀的回火索氏体,接头力学性能与母材相当,相比于焊后去应力退火处理,焊缝冲击性能大幅提高。两种类型的焊后热处理均未消除焊缝柱状枝晶等凝固组织形态,但焊后调质工艺可减轻焊缝柱状枝晶组织偏析,并使之细化,使得焊缝与母材的组织与硬度更加均匀;焊后经多次重复淬火,焊缝经检测均未见裂纹,说明焊后采用调质工艺可行,这为提高焊缝冲击性能提供了可行工艺路线。