45#钢表面Ni-W/ZnO超疏水复合涂层的制备及性能研究

采用电沉积工艺并结合喷涂法在45#钢表面制备Ni-W/ZnO超疏水复合涂层,表征了复合涂层的微观形貌和主要成分,并对复合涂层的疏水性、机械稳定性及耐蚀性进行测试分析。结果表明:复合涂层表面形成微纳米分级结构,主要成分为Ni、W、Zn、O、C和Si元素,改性ZnO颗粒在复合涂层中呈较均匀分散状态。复合涂层表面水滴接触角达到151.4°,表现出超疏水性能,并且经20次胶带提拉、20次砂粒冲击和20个周期砂纸摩擦后接触角仍然大于150°,能稳定地保持超疏水性能而且具有良好的机械稳定性。复合涂层还表现出优异的耐蚀性,其腐蚀电流密度仅为6.79×10^(-7)A/cm^(2),极化电阻达到3.25×10^(4)Ω·cm_(2),相比于常规Ni-W合金镀层,能为45#钢提供理想的腐蚀防护作用。

高加热速度下温度对45#钢再结晶和晶界特征的影响

目的针对45#钢的再结晶行为受退火工艺的影响较大这一问题,研究了2种加热速度下不同退火温度对45#钢再结晶行为、再结晶形核长大机制以及晶界特征分布的影响规律。方法采用箱式电阻炉模拟罩式退火实验,分别以2℃/s和0.08℃/s的加热速度将试样加热到不同温度(660℃、720℃)并保温30min,利用电子背散射衍射(EBSD)研究退火后45#钢的再结晶行为和晶界特征。结果与0.08℃/s加热速度相比,当加热速度为2℃/s时,试样的晶粒细小,再结晶温度较高。在高加热速度下,随着退火温度的升高,再结晶体积分数增大,一些小角度晶界转变为大角度晶界,促进了再结晶过程。再结晶晶粒通过亚晶合并形核并呈等轴状分布,亚晶粒通过相互吞并的方式生长,导致亚晶粒减少,几何必要位错密度增大。在2种加热速度下,720℃时(Σ9+Σ27)/Σ3的比值大于660℃时的比值,且在720℃下低ΣCSL晶界更高,更有利于45#钢中晶界团簇形成,晶界特征分布更优。结论与慢速加热相比,在高加热速度下退火会提高生产率,改善材料的微观结构,这主要通过晶粒细化来实现。

变形温度对45#精冲钢组织演变的影响

利用热模拟单道次压缩实验研究了45#钢在不同温度变形过程中微观组织的演变规律。通过对变形过程中组织形貌的观察和应力-应变曲线的分析,讨论了变形过程中的相变行为和软化过程。结果显示,实验钢在热变形过程发生铁素体(DIF)和珠光体(DIP)两种形变诱导相变,Ar3温度以上变形时,主要发生形变诱导铁素体相变,伴随少量珠光体生成,并且随着变形温度的降低铁素体增加,珠光体略微降低;Ar3温度以下变形时,形变诱导珠光体逐渐取代铁素体,且随温度的变化趋势相反。低温变形时,形变诱导相变是软化的主要原因,高温变形时主要发生动态再结晶,导致软化,并且动态再结晶的软化作用要比形变诱导相变的好。

45#圆钢顶锻裂纹形成原因及改善

圆钢作为优质碳素结构钢,具有十分广泛的应用市场。张宣科技45#圆钢在生产过程中出现了不同类型的质量缺陷,顶锻合格率偏低。为此,利用化学成分、低倍检验、金相检测等全方位的分析方法,深入查找剖析顶锻裂纹的形成原因。研究发现:气泡和非金属夹杂物造成铸坯裂纹的比例分别为68%和23%,是影响铸坯质量的关键因素。进而对全流程生产工艺进行了优化:转炉工序,将转炉冶炼终点氧含量由347.94 ppm降低至187.22 ppm,减少钢中非金属夹杂物含量;精炼工序,优化LF精炼渣系,改善精炼渣冶金性能;连铸工序,全过程保护浇注、保证氩封效果,防止钢液二次氧化及吸氮,减少冶炼及连铸过程中气体的产生。优化措施实施后,高效促进了钢中气泡和夹杂物上浮,强化脱氧和脱氧产物的排除,减少了钢中硫化物和氧化物夹杂,钢中全氧含量控制在60~65 ppm范围内,且夹杂物粒径≤30μm,热顶锻开裂率由18%逐步降至0.5%,圆钢质量稳定性显著提高。

机械振动对45#钢力学性能的影响

在凝固初期对45#钢钢液施加机械振动,通过改变振动参数观察对铸锭力学性能的影响。实验结果表明:经过不同振动参数处理后,45#钢铸锭的力学性能得到明显改善。随着振动频率的提高,铸锭的布氏硬度和冲击韧性均呈现递增的趋势;随着振动幅度的提高,铸锭的布氏硬度和冲击韧性均呈现先升高后下降的趋势;随着振动时间的增加,铸锭的布氏硬度和冲击韧性均呈现先升高后下降的趋势。并分析了产生上述结果的机理。

45#圆管坯棒材穿管裂纹成因及控制措施

某钢管有限公司利用45#圆管坯棒材生产规格为Φ114 mm×4.5 mm的穿管产品,成品车削深度0.2~0.4 mm后,发现存在严重的表面发纹。对缺陷部位取样,通过宏观形貌观察、化学成分、金相分析以及扫描电镜微区分析,以及未加工成品取样塔形分析,认为裂纹缺陷是由于产品局部存在大颗粒夹杂物,经磨削后夹杂物暴露于表面所致。采取提高保护渣性能、将浸入式水口插入深度由100~140 mm调整为110~130 mm等措施,基本消除裂纹缺陷。

45#优质碳素结构钢生产实践

介绍了安钢第二炼钢厂45#优质碳素结构钢的开发及生产工艺,确定了45#钢工艺参数及控制措施.

45#钢表面激光织构化及其干摩擦特性研究

采用声光调的固体Nd:YAG激光器在45#钢表面进行了织构化处理;采用栓盘摩擦试验机考察了织构化对其摩擦性能的影响;用三维轮廓仪及扫描电镜对摩擦试验前后试样的表面形貌进行了分析.研究结果表明:经过激光织构化的45#钢表面形成了较为规整的微坑型结构.在相同试验条件下与未织构面对比,织构面的摩擦系数均有不同程度减小且表现得更为稳定,并且磨损率也得到一定的降低,这是由于所制备的表面微坑起到了捕获磨屑的作用.对不同织构密度及织构尺寸样品摩擦性能的考察结果表明较大的织构密度及较大孔径更有利于减摩抗磨.

45#钢表面激光织构淬火减摩抗磨复合处理技术研究

目的提高45#钢零件的表面硬度和润滑减摩性能。方法在45#钢试样表面进行激光淬火,研究激光功率和扫描速度对淬火表面淬硬层深度和宽度的影响,分析淬硬层不同区域的显微硬度和微观组织。利用二极管泵浦Nd:YAG激光加工机在45#钢光滑试样表面加工出具有一定分布规律的微凹坑织构,采用热压法向其中填入由MoS2、聚酰亚胺和石墨组成的复合固体润滑剂,并与未处理的光滑试样进行摩擦学性能对比。结果将激光织构与淬火技术有效融合,可以使45#钢表面硬度提高至835HV,摩擦系数减小约50%。结论激光织构淬火减摩抗磨复合处理技术能够提高45#钢零件的表面硬度,减小摩擦系数,具有很好的工程应用前景。

45#钢表面激光合金化NiCr-Al2O3涂层的组织及耐磨性能研究

目的提高平模制粒机中平模的耐磨性能。方法采用激光合金化技术在45#钢表面制备不同比例混合的NiCr-Al_2O_3合金化层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带的能谱仪(EDS)分析了合金化层的物相组成和显微组织,用FM-700自动显微硬度仪测量合金化层的硬度变化规律,用屏显式磨损试验机研究测试了合金化层的耐磨性能。结果合金化层主要由马氏体组成,且弥散分布着不同数量的未熔Al_2O_3颗粒,热影响区由马氏体和残余奥氏体组成。激光合金化层的主要物相为奥氏体和马氏体,Al_2O_3含量越多,马氏体相越多,而奥氏体相越少。合金化层的厚度约为0.9 mm,表面硬度大约是基材的2.4倍,表面耐磨性是基材的6倍以上。在一定范围内,合金化层中Al_2O_3颗粒的含量越高,平均显微硬度越大且更加均匀,耐磨性越好。热影响区的硬度变化均匀,起到了很好的过渡作用。磨损机理主要是犁削磨损,Al_2O_3颗粒的存在可以减少磨粒对基体的犁削作用。结论在45#钢表面激光合金化NiCr-Al_2O_3混合涂层可以有效提高基体表面的硬度和耐磨性,Al_2O_3颗粒含量达30%时可以获得高硬度、高耐磨性且均匀的合金化层。

鸟撞45#钢平板动响应试验研究

采用动态数据采集系统,对45#钢平板在不同撞击速度下的鸟撞动响应全过程进行了详细研究,得到了撞击过程中平板上三个点位移和四个点的应变、撞击方向4个支反力等物理量随时间变化历程,同时利用高速摄像系统记录了鸟撞过程中鸟体及平板动态变形的全过程。对重复试验的结果进行比较,二者良好的一致性表明试验结果的可靠性,在此基础上分析了平板动响应及鸟体破碎随撞击速度的变化规律。发现,位移及撞击支反力峰值随撞击速度的提高而线性增大;撞击速度越高,鸟体的流体特性越明显,表明高速撞击数值模拟中鸟体应采用描述流体行为的本构模型。该试验结果对建立合理的鸟体本构模型及验证鸟撞有限元计算方法具有重要意义。

45#钢表面CoCrW-NiP复合涂层的组织和性能

研究了45#钢表面火焰喷涂和电沉积CoCrW-NiP复合涂层的组织和性能.结果表明:通过先火焰喷涂并熔合CoCrW,然后电沉积NiP,可在45#钢表面获得厚度为300μm的复合涂层.该复合涂层主要由含Co、Cr和W的硬质相组成,硬度高达900HV,从而使45#钢的耐磨和耐蚀性能得到显著提高.

热处理工艺对45#钢抗苜蓿草粉磨损性能的影响

苜蓿草粉对环模系统的磨粒磨损是造成饲料制粒机关键部件失效的主要原因。为提高环模系统关键部件材料的抗磨粒磨损性能，采用不同热处理工艺对45#钢热处理，在磨粒磨损试验机上考察其抗苜蓿草粉的磨损行为，用金相显微镜对试样的金相组织进行分析研究。用扫描电镜对试样摩擦表面的磨损形貌进行观察研究。结果表明：经淬火处理后45#钢的磨损主要表现为显微切削和机械抛光，未见明显的塑性疲劳；当材料的硬度提升至一定值时，通过硬度与韧度的合理配合可获得较好的抗植物磨料磨损性能；相对于常温淬火，45#钢亚温淬火后抗植物磨料磨损性能明显提升。

清水介质条件下天然橡胶磨损45#钢的机理研究

为了提高流体机械和石油机械中橡胶－金属摩擦副的使用寿命，针对目前人们大都只着眼于改善橡胶耐磨性的现状，对清水介质条件下天然橡胶磨损４５＃钢的机理进行了研究．用扫描电子显微镜和Ｘ射线光电子能谱仪，对天然橡胶和４５＃钢表面磨损前后的微观形貌、元素的组成和结合能进行了分析，用傅立叶表面红外分析仪分析了天然橡胶磨损前后表面官能团的变化．结果表明：在给定的试验条件下，天然橡胶磨损４５＃钢的物理过程主要是滞留在摩擦表面的铁屑和添加剂颗粒对钢的微切削作用；摩擦界面发生的力化学反应主要有橡胶表面的分子链力裂解和氧化降解，橡胶大分子自由基与Ｆｅ反应生成Ｆｅ－高分子化合物，橡胶大分子链中的羧基与Ｆｅ的反应，以及Ｆｅ的氧化反应．橡胶磨损４５＃钢的过程是Ｆｅ与橡胶及介质之间发生力化学反应在４５＃钢表面形成化学反应膜，反应膜在微切削作用下脱落造成钢的磨损．

45#碳钢在选煤厂三种不同水质中的腐蚀行为

以河南永城煤矿区某选煤厂的水质为研究对象,采用全浸失重法、电化学测试及X射线衍射方法研究了45#碳钢在选煤厂清水(生活用水)、循环水和矿井水(生产系统补加水)3种水质中的腐蚀行为。结果表明,45#碳钢在3种水质中均有不同程度的腐蚀,且其腐蚀程度排序为:矿井水>循环水>清水;XRD图谱分析结果显示,3种水质中的腐蚀产物均为铁锈,且其主要成分为Fe3O4和FeO(OH),说明整个电化学腐蚀过程阳极主要进行的是铁的溶解过程。

45#钢的疲劳损伤过程研究

本文主要通过扫描电镜对 45 # 优质碳素钢的疲劳损伤过程进行断口及显微组织分析 ,研究了疲劳裂纹萌生的位置、形状、扩展过程和扩展途径 ,确定出了微裂纹开始形成时的循环次数。

45#钢热处理组织的超声频域分析检测法

用水浸聚焦透射法对 38m m的不同热处理状态 45 #钢进行检测。其中 ,发射探头距离试件表面 2 2 mm,以使焦点落在试件表面 ,接收探头紧贴试件表面。对接收到的高频超声检测信号进行 FFT及其相应的频谱分析 ,检测结果表明组织的变化可以在幅频图上表现出来。淬火组织的有效谱宽度较小 ,谐波系数较大 ;而退火组织的有效谱宽度较大 ,谐波系数较小。两者在幅频图中的最高峰值所对应的初始相位也有差别。

45#钢电机部件开裂缺陷分析

45#钢电机部件在热处理过程中部分工件发生开裂。为确定开裂原因,采用金相检验、扫描电镜及能谱分析等手段对工件热处理开裂的部分缺陷试样进行了观察和分析。结果表明:工件开裂部位位于板厚中心区域;由于试样中硫化物夹杂及磷元素的偏析,组织形貌上形成明显的偏析条带,造成该偏析带上材料力学性能下降,热处理应力导致工件开裂。

2-苯基咪唑啉在常见酸洗液中对20#、45#碳钢的缓蚀性能

采用静态失重法研究2-苯基咪唑啉作为缓蚀剂(40℃恒温时)在5%盐酸、5%硫酸及5%硝酸介质中对20#、45#碳钢的缓蚀行为,确定了2-苯基咪唑啉在各种酸性条件下的最佳添加量,并研究了在不同酸性溶液中复合型缓蚀剂2-苯基咪唑啉/KI对20#、45#碳钢材质的缓蚀性能。结果表明2-苯基咪唑啉在上述3种酸性介质中对20#碳钢,45#碳钢均具有一定的缓蚀作用,其中KI成分对2-苯基咪唑啉具有协同缓蚀效果。

热处理工艺对45#钢激光焊接接头性能的影响

进行激光焊接接头的热处理实验,分析不同热处理工艺对45#钢激光焊接接头性能的影响。结果表明,45#钢激光焊接接头的最优热处理工艺为:热处理温度700℃、热处理时间10 min。在此热处理工艺下,45#钢激光焊接接头从焊缝中心到热影响区的组织过渡均匀,显微硬度显著降低且分布均匀,消除了焊接接头的软化区,提高了激光焊接接头的整体性能。