51CrV4弹簧钢淬透性试验研究

通过末端淬透性试验、实物模拟淬火试验及其金相组织分析,研究了51CrV4弹簧钢的淬透性,在51CrV4热轧弹簧扁钢上取样进行850℃、870℃的端淬试验以及选取不同规格的热轧弹簧扁钢实物进行模拟热处理试验。试验分析表明,51CrV4弹簧钢在850℃的正火预处理和在870℃端淬后能够在距离端部15 mm位置能稳定获得58左右的高硬度HRC,因此可保证淬透30 mm扁钢,在条件具备时可提升至40 mm。

DJ4机车螺旋弹簧用钢——51CrV4热处理工艺优化

在淬火温度不变情况下,通过调整DJ4机车螺旋弹簧用钢——51CrV4的回火温度及冷却介质,比较其各项力学性能指标,获得优化的热处理工艺为:860℃油淬——480℃回火——空冷。

淬火冷速对51CrV4钢显微组织和力学性能的影响

采用油、HX-2000以及不同浓度PAG对51CrV4钢进行淬火冷却,借助光学显微镜、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术、拉伸实验和洛氏硬度计等研究了不同淬火冷速对51CrV4钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:提高淬火冷速对马氏体板条有明显细化效果,51CrV4钢的强塑积随着淬火冷速的提高呈先增后减的趋势。当使用13%PAG淬火及400℃回火保温100 min后,51CrV4钢的综合力学性能最佳:屈服强度和抗拉强度分别为1317.26和1560.89 MPa,断后伸长率和断面收缩率分别为10.50%和55.38%,硬度为47.4 HRC,强塑积达到16.39 GPa%。

高品质弹簧钢51CrV4的高温塑性研究

利用Gleeble-3800热模拟机研究了51CrV4弹簧钢的高温力学性能,并采用扫描电镜观察了不同温度区间下51CrV4的断口形貌,结合CCT曲线及J-Mat Pro软件研究了钢种第二相析出规律,分析了不同区域的断裂机理。结果表明,51CrV4钢存在高温脆性区（1350～1284℃）,主要与液膜诱发熔断有关,呈现出熔融断口;存在低温脆性区（904～600℃）,主要与Cr7C3和Fe3C硬质相的析出以及锰硫比的增多降低了高温塑性有关,表现为典型的解理断口。在单一的奥氏体区（1283～905℃）,可获得良好塑性,表现为典型的韧窝断口。

51CrV4弹簧钢环箍断裂失效分析

目的研究51Cr V4弹簧钢环箍出现断裂失效原因。方法通过化学成分分析、力学性能分析、断口扫描分析、显微组织分析及能谱分析测试手段,对51Cr V4弹簧钢环箍的断裂模式及失效原因进行分析。结果长时间处于拉应力状态,致使51Cr V4弹簧钢环箍内表面棱边萌生裂纹源;同时,在腐蚀介质和应力的协同作用下,S元素加速腐蚀进程,腐蚀产物积累,加快腐蚀微裂纹的扩展,最终导致应力腐蚀断裂失效的发生。结论通过合理的选材、结构设计和防护工艺,严格控制原材料成分,降低应力水平和环境严苛度,使应力腐蚀出现概率大大减小。

热处理工艺对51CrV4弹簧钢组织与性能的影响

利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、电子探针（EPMA）分析弹簧钢过早发生疲劳断裂的原因,研究热处理工艺对51CrV4弹簧钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明：热处理过程中淬火温度过高导致晶粒度等级偏低,为6.5级,马氏体组织粗大,并且表面出现全脱碳层,总脱碳层厚度为301.56μm,疲劳试样的扫描形貌是沿晶断裂,属于脆性断裂;经过在860℃下保温40 min油淬、随后在450℃下回火保温90 min的优化热处理工艺处理后,弹簧钢的综合性能最佳,抗拉强度和屈服强度分别为1678 MPa和1293 MPa,断后伸长率和断面收缩率为8.9%和42.5%,回火硬度为45.2 HRC,疲劳断口为塑性断裂,疲劳寿命由6.3万次提升到11万次,满足弹簧钢的性能要求。

51CrV4弹簧钢相变规律研究

利用Gleeble-3800热模拟机研究51CrV4弹簧钢过冷奥氏体连续转变规律,采用热膨胀法测定其相变临界点,同时测定51CrV4钢过冷奥氏体在不同冷却速度下连续转变时的膨胀曲线,绘制其静态连续冷却转变（CCT）曲线.结合金相-显微硬度法,分析不同冷却速度对51CrV4钢组织性能的影响.结果表明：冷却速度为0.5℃/s时,冷却转变的产物为铁素体和珠光体;当冷速增加,达到1℃/s后,贝氏体开始生成;马氏体转变冷速区间为2-30℃/s;当冷却速度超过12℃/s后,冷却产物只有马氏体.

热处理和添加Cu对51CrV4弹簧钢力学性能的影响

研究了热处理工艺和添加Cu元素对高速列车用51CrV4弹簧钢力学性能的影响。结果表明,实验用钢的相变点随着升温速度的增加而提高;随着回火温度的升高,实验用钢的硬度和强度均下降,伸长率、面缩率和冲击值略有增加;钢中加入0.15%～0.20%的Cu元素有利于提高钢的硬度,减弱了回火温度变化对强度的影响;实验用钢在460～500℃范围回火时,其力学性能均满足EN13298∶2003标准要求。

51CrV4弹簧钢低温脆性的研究

以51CrV4弹簧钢为研究对象,研究了其低温脆性。结果表明,在-60～0℃时,51CrV4弹簧钢的冲击功在20～25J,它会随温度的下降而有所降低;在-60℃时其冲击功仍保持较高水平,没有发生脆性断裂。51CrV4弹簧钢的冲击断口为混合型断口,有解理、撕裂和韧窝聚集等特征。经能谱分析可知,51CrV4弹簧钢含有少量由硅、氧组成的非金属夹杂物,属于硅酸盐类夹杂。

51CrV4蝶形弹簧的机械镀锌工艺

釆用4种不同施镀工艺在51CrV 4蝶形弹簧表面制备了4种镀锌层,采用目测法观察镀层的外观及镀层覆盖完整情况,采用硫酸铜试验测试分析镀层厚度的均匀性,采用划格试验法测试镀层的结合强度。结果表明:保持性活化剂+沉积性活化剂施镀和复合活化剂施镀制备的镀层均存在一定缺陷,工件表面有漏镀、镀层不完整,并且镀后蝶形弹簧边缘镀层容易脱落。通过硫酸铜置换铜层后,使得基体表面的成分改变,不易析出杂质,保持洁净,改善了锌粉颗粒在基体表面的沉积效率以及镀层与基体之间的结合强度,减少了漏镀和镀层脱落,获得了覆盖更为完整、厚度均匀的镀层,镀层的耐腐蚀性得到提高。对闪铜后施镀的两种镀层进行对比,复合活化剂施镀镀层粗糙,但结合相对较好,施镀过程也更简便。对基体经硫酸铜置换铜层后再进行施镀所得的两种镀层进行比较。

51CrV4弹簧钢的高温塑性变形行为及本构模型研究

采用Gleeble-3800热模拟机对51CrV4弹簧钢进行热压缩变形试验。研究了变形温度和变形速率对材料流变应力演变规律的影响,建立了高温热压缩本构模型。结果表明:51CrV4钢热压缩变形过程中峰值流变应力随变形温度的增大而减小,随变形速率的增大而增大;51CrV4钢在变形温度1000℃,变形速率0.1 s^(-1)条件下会发生动态再结晶;建立了变形抗力随变形量、变形温度和变形速率变化的模型,该模型预测的流变应力与试验值基本吻合。

51CrV4弹簧钢热处理工艺的研究

本文测试了不同热处理后51CrV4弹簧钢的力学性能,并对其微观组织进行了分析。通过正交试验得出,实验用51CrV4弹簧钢的最佳热处理工艺为:880℃油淬—460℃回火保温2 h空冷。

弹簧用51CrV4钢渗氮层微观组织与摩擦性能分析

为提高弹簧用51CrV4钢表面的耐磨性能,对其进行不同时间和温度下的渗氮处理,实验测试其微观组织,硬度以及摩擦性能。研究结果表明:渗氮层形成了未被腐蚀的明亮化合物层,扩散层由于受到浸蚀作用而转变为黑色。基底只有一种α-Fe组织。渗氮处理后形成了γ-Fe4N相、CrN相等多个物相组织。随着渗氮时间的增加和渗氮温度的增加,渗氮层厚度表现出单调增加的变化规律。渗氮后试样硬度达到950 HV以上,相对于原始试样硬度发生了明显上升。经过450℃与20 h处理后获得最小磨损率和摩擦系数,此时试样形成了较为光滑的磨痕形貌,磨损程度很小,当硬度提高后可以获得更高的耐磨能力。当温度继续上升以及时间延长后,渗氮物发生了粗化的现象,引起表面硬度减小,最终降低了耐磨性。

城轨机车螺旋弹簧断裂分析

对断裂失效的城轨机车螺旋弹簧采用扫描电镜、金相检验、强度和硬度测试等方法进行。结果表明:该弹簧的断裂方式为疲劳断裂,显微组织、晶粒度和非金属夹杂物水平均正常,造成其断裂失效的主要原因是弹簧表面脱碳缺陷深度过大(>0.2mm),从而降低表面强度。基体组织的洛氏硬度和强度检测结果表明,其硬度和强度偏低,导致弹簧疲劳寿命显著降低而出现断裂失效。

51CrV4弹簧钢抗侧滚扭杆轴热处理工艺

随着车辆速度的不断提高,对车辆的抗侧滚系统提出了更高的质量要求,扭杆轴的热处理工艺重要性更加凸显。文中分析了扭杆轴的热处理工艺及变形控制,按照改进后工艺热处理的产品,其性能和变形程度合格,满足设计要求。

二次回火工艺对51CrV4弹簧钢组织和性能的影响

51CrV4弹簧钢是应用于货车与城轨列车减震弹簧的重要钢种。在其现场生产中,部分弹簧会因为尺寸修整等原因重新进行二次回火,本文将对一次回火与二次回火工艺的影响对比,分析评估弹簧钢性能和组织受二次回火的影响。研究结果表明,弹簧在生产中的二次回火可能使其与一次回火的弹簧产生组织性能差异,二次回火弹簧钢中的碳化物发生了粗化,碳化物分布的均匀度降低。二次回火后弹簧钢的硬度和弹性模量降低,断面收缩率与断后延伸率提高,但抗拉强度与屈服强度变化较小。

汽车膜片弹簧钢带51CrV4晶界氧化原因分析及改进措施

对比分析不同工艺条件对51CrV4材料产生晶界氧化的影响。实验研究表明:晶界氧化是发生在再结晶退火工序,高温长时间加热和炉内存在高的氧化性气氛是导致材料产生晶界氧化的主要原因。为此对51CrV4冷轧钢带的生产工艺提出了改进措施,有效地解决了51CrV4冷轧钢带产生晶界氧化的问题。

钇基稀土对51CrV4弹簧钢冲击韧性的影响

运用扫描电镜观察了51CrV4弹簧钢显微组织、夹杂物及断口形貌,并结合能谱分析了钢中夹杂物成分组成,探究了钇基稀土对51CrV4弹簧钢冲击韧性的影响.结果表明,对于51CrV4弹簧钢,添加钇基稀土能明显提高其冲击韧性,纵向冲击功提升了68.8%,断口形貌由准解理断口转变为韧窝型断口,韧窝处存在大量细小球状的稀土复合夹杂.钇基稀土的添加促进了51CrV4弹簧钢回火组织中碳化物的球化,并使其分布更加弥散.钇基稀土对钢中夹杂物有很好的改性作用,夹杂物被球化且尺寸得到细化.

钇基稀土对51CrV4弹簧钢组织性能的影响

设计了添加钇基稀土的51CrV4弹簧钢,并借助于单向拉伸试验机,扫描电子显微镜(SEM)以及室温冲击试验机对比分析了钇基稀土对51CrV4弹簧钢组织性能的影响.结果表明,2种弹簧钢的强度和硬度均随回火温度的上升而逐渐下降,而断面收缩率逐渐上升;钇基稀土能明显提高弹簧钢的强度和硬度,尤其是屈服强度,归因于钇基稀土能抑制弹簧钢板条组织特征的形成以及碳化物析出;钇基稀土与弹簧钢中氧、硫形成了细小、均匀分布的稀土氧硫复合夹杂物,可明显改善弹簧钢的冲击韧性.

51CrV4弹簧钢热处理工艺及性能研究

对51CrV4弹簧钢进行不同的热处理工艺试验,同时测试机械性能,分析金相组织,研究51CrV4高性能弹簧钢的热处理工艺与性能的关系,从而找出该钢种最佳的热处理工艺和最佳的综合机械性能。