CrNi3MoVA钢表面电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦磨损性能

为进一步拓展火炮身管内膛强化手段,采用粉末冶金技术制备了W-Ni-Fe-Co合金,利用电火花表面沉积技术在CrNi3MoVA钢表面沉积了W-Ni-Fe-Co涂层,同时利用电镀技术在CrNi3MoVA钢表面制备了硬Cr涂层与之进行比较,用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能,并利用XRD、SEM和EDS研究了沉积态和磨损后涂层的相结构、形貌及成分。结果表明电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层由α-W、γ-Fe和NiWO4组成,α-W在涂层中呈白亮带分布;W-Ni-Fe-Co涂层的硬度较电镀硬Cr涂层降低了18%,弹性模量较电镀硬Cr涂层提高了4%;W-Ni-Fe-Co涂层的磨损机制为轻微的粘着磨损,而电镀硬Cr涂层为严重的粘着磨损;CrNi3MoVA钢表面沉积W-Ni-Fe-Co涂层较电镀硬Cr涂层具有明显的减摩耐磨效果,随着摩擦速度的增加,W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦系数降低,其原因是磨损表面氧化加剧,氧化物的自润滑作用加大。

CrNi3MoVA钢表面磁控溅射Ta涂层的摩擦磨损性能

为进一步提高火炮身管寿命,利用磁控溅射技术在CrNi3MoVA钢表面沉积了Ta涂层。沉积态Ta涂层由体心立方相α-Ta和亚稳态四方相β-Ta组成,在850℃下真空退火3h后其全部转化为单一的α-Ta相。利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了α-Ta涂层的硬度、弹性模量及摩擦系数,结合扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及掠入射X射线衍射(GIXRD)分析了涂层的微观结构,并与传统电镀硬Cr涂层进行比较,研究了α-Ta涂层的摩擦磨损性能。结果表明:α-Ta涂层的摩擦系数(0.70~0.80)略小于硬Cr涂层的摩擦系数(0.75~0.85),α-Ta涂层的磨损机制主要为粘着磨损,而硬Cr涂层的磨损机制主要为疲劳磨损和粘着磨损。

PCrNi3MoVA钢表面电弧离子镀Ti_(0.7)Al_(0.3)N涂层的性能研究

用电弧离子镀方法在PCrNi3MoVA钢表面制备Ti0.7Al0.3N涂层,研究了涂层的机械性能、高温抗氧化性及耐腐蚀性。结果表明:涂层的硬度较基材提高了近6.5倍,基材的磨损机制主要为严重的磨料磨损和塑性流动,Ti0.7Al0.3N涂层磨损机制主要是粘着磨损,同时还伴有轻微的磨料磨损,Ti0.7Al0.3N涂层的摩擦系数(0.52～0.57)明显小于基材的摩擦系数(0.73～0.78).基材在750℃空气中氧化3 h后表面氧化严重,而涂层在850℃空气中氧化3 h后仍具有优良的抗氧化性,其原因是Ti0.7Al0.3N涂层表面生成致密的Al2O3和TiO2的混合氧化物膜。Ti0.7Al0.3N涂层在3.5mass%NaCl溶液中较基材自腐蚀电位提高了近200 mV,能够显著提高基材的抗腐蚀能力。

35CrNi3MoVA钢中硅、锰含量变化对性能的影响

研究比较了2个炉号35C rN i3M oVA钢在杂质元素S i,M n含量变化的情况下bσ、冲击韧性Akv、显微组织及晶粒度,并测算了KIC与Akv的关系,探讨了S i,M n含量波动对韧性影响的机制.测试分析结果表明:杂质元素含量的波动对其强度、显微组织结构及晶粒度的影响不大,但对Akv及断口形貌的影响较为显著.在该钢中,当M n含量较高,P和S i含量较低时,Akv具有提高的趋势,其断口撕裂棱较高,韧窝较深.

CrNi3MoVA钢表面过滤阴极真空电弧沉积DLC膜的性能

为提高特种机械零件的耐磨性和耐腐蚀性,采用过滤阴极真空电弧技术在其表面沉积了一层厚度约为2μm的类金刚石碳(DLC)膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站分别测试了CrNi3MoVA钢与施加DLC膜的CrNi3MoVA钢(以下简称DLC膜)的微观结构、纳米力学性能、摩擦磨损性能及耐腐蚀性。结果表明DLC膜的硬度较裸钢提高了65%,弹性模量降低了约32%;裸钢稳定的摩擦系数为0.65～0.75,而DLC膜稳定的摩擦系数仅为0.10～0.11;裸钢的磨损机制主要为磨粒磨损和塑性流动,而DLC膜的磨损机制主要为剥层磨损;DLC膜的腐蚀电流密度较裸钢的腐蚀电流密度低了两个数量级,自腐蚀电位正移了逾0.3V,电化学反应阻抗高了3个数量级。DLC膜能够极大地提高裸钢的耐磨性和耐腐蚀性。

氩气流量对CrNi3MoVA钢表面电火花沉积NiCrAlY的影响

研究了CrNi3MoVA钢表面电火花沉积NiCrAlY在氩气中的过渡机制,试验结果表明,当选取氩气流量为6L/min时,可以得到最好的强化修复效果。

PCrNi3MoVA钢动态再结晶晶粒尺寸的影响因素

此文利用Formastor-Press热模拟试验机研究了Z参数、奥氏体起始晶粒尺寸D_0和应变ε对PCrNi3MoVA铜动态再结晶晶粒尺寸D_(dyn)的影响。通过对试验数据进行分析发现以下规律:①1nD_(dyn)=a+blnZ,②lnD_(dyn)=c+dlnD_0;③lnD_(dyn)=e+flnε 10%≤ε≤40%,其中a、b、c、d、e、f为不同的常数,据此,此文采用线性回归方法获得了上述这些常数的值。

CrNi3MoVA钢表面电火花沉积NiCrAlY涂层的高速摩擦磨损性能

采用电火花表面沉积技术,在CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAlY涂层。利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别测试了CrNi3MoVA钢和NiCrAlY涂层的硬度、弹性模量和摩擦系数,并用SEM和EDS研究了磨损前后的形貌和成分。结果表明电火花沉积NiCrAlY涂层包含β-NiAl和γ-Ni两相,涂层是由柱状晶组成的微晶涂层;NiCrAlY涂层的硬度较CrNi3MoVA钢提高了22%,而弹性模量较CrNi3MoVA钢降低了21%;当摩擦副为淬火G15钢球,加载量为10N,往复行程为10mm,往复速率为600r/min时,CrNi3MoVA钢平稳摩擦系数为0.65~0.75,而NiCrAlY涂层平稳摩擦系数为0.45~0.55,CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAlY涂层对其具有明显的减摩耐磨作用,涂层表面较高的硬度和高速摩擦中形成的粘附力强的薄氧化物层是其耐磨的主要原因;CrNi3MoVA钢的磨损机制主要为粘着磨损,而NiCrAlY涂层为微切削磨料磨损。

CrNi3MoVA钢中巴克好森效应与拉应力关系的实验研究

通过实验获得了巴克好森噪声输出总能量、最大脉冲幅值及脉冲数与拉应力的关系。

PCrNi3MoVA钢回火脆性相关问题的讨论

通过对炮钢身管材料的试验分析和对回火脆性相关问题的研究讨论,提出了影响回火脆性的原因及控制措施。针对钢中化学成分元素的影响作用机理从实践到理论进行了分析讨论。

10CrNi3MoVA钢制筒体的焊接

本文结合生产实例,通过对10CrNi3MoVA材料进行分析,采取合理的焊接工艺方法,有效保证了产品焊接质量。

淬火态30CrNi2MoVA高强度钢高速铣削参数优化研究

运用三因素三水平的正交试验方案对淬火态30CrNi2MoVA高强度钢进行高速精密铣削实验,获得了铣削参数对于铣削力的影响规律以及高速切削机理;根据各铣削力实验结果建立指数型回归模型,并对其进行显著性分析;对铣削合力线性模型进行方差分析得到铣削参数对于铣削合力变化的显著性分析结果,显著性大小依次为轴向切削深度、每齿进给量、切削速度;应用田口法与极差分析法相结合,以铣削合力进行单目标的参数优化,获得了大致相同的最优铣削参数组合;通过计算证明了田口预测方法预测值与实验值的一致性。

激光熔化沉积30CrNi2MoVA温度场数值模拟研究

30CrNi2MoVA钢被广泛用于军工炮管制备,由于工作环境恶劣,其零件表面易出现磨损、裂纹等损伤,常采用激光熔化沉积技术(laser melting deposition,LMD)完成表面修复工作。LMD过程中的热行为决定了材料组织演变从而影响零件的表面质量及力学性能。基于ABAQUS搭建LMD过程30CrNi2MoVA钢的温度场有限元模型。研究LMD过程中温度场的分布以及加工工艺参数对温度场的影响,分析了薄壁件沉积过程中的热历史及传热特征,并设计了相关实验验证模型的适用性。结果表明:LMD温度场沿扫描方向呈对称分布,激光功率每增大100 W,熔池最高温度增加约40℃,扫描速度则相反。随着沉积层数上升,热积累效应增大,熔池峰值温度升高,冷却速度降低。

PCrNi3MoVA钢表面溅射NiCrAlY涂层的高温氧化行为

用磁控溅射方法在PCrNi3MoVA钢表面制备NiCrAlY涂层,涂层在空气中850℃恒温氧化100 h,借助XRD、SEM和EDAX对涂层表面氧化膜进行分析,检测其恒温抗氧化能力。结果表明,涂层大大提高了基体的抗氧化性,涂层表面主要生成了与基体粘附性好的Al2O3氧化膜,在柱状晶间隙较大处生成了NiCr2O4氧化膜与Fe2O3氧化膜;同时涂层的Ni元素与基体的Fe元素发生了明显的互扩散,而Cr元素在界面富集,Al元素主要集中在表面和界面,与氧发生反应生成Al2O3。

CrNi_3MoVA钢表面电火花沉积Cr的试验研究

利用俄SE-5.01振动式电火花表面强化机在CrN i3MoVA钢表面电火花沉积Cr,研究了强化层厚度和工艺参数的关系,结果表明,合理的选择电火花脉冲能量、氩气保护分压、强化时间,能够控制强化层厚度,提高强化层质量.

30CrNi2MoVA钢的热处理工艺探讨

30CrNi2MoVA钢热处理后具有高的屈服强度和冲击韧度,且淬透性较好,淬火时变形小;切削加工性能好,具有较高的综合力学性能,主要用于承受较大冲击载荷和振动的重要结构件。为此,通过一定的工艺试验对这种钢的热处理性能进行进一步的探索,从而确定特定性能下的热处理工艺规范。

30CrNi3MoVA钢的晶粒细化及组织均匀化研究

30CrNi3MoVA钢极易产生粗晶和混晶组织,且具有较强的组织遗传性,严重影响产品的综合力学性能。针对该问题,对30CrNi3MoVA钢的特性进行了分析,制定了30CrNi3MoVA锻件的生产工艺,通过预留锻比在780℃控温锻造、锻后预备热处理进行二次过冷,30CrNi3MoVA钢的组织均匀细化且充分转变,同时调质前增加一道正火工序,进一步均匀、细化组织。根据制定的工艺进行试验,结果表明,锻后正火+扩氢退火,进行二次过冷,30CrNi3MoVA钢的组织充分转变,且性能良好;调质热处理前增加一道正火工序,并加强淬火力度,30CrNi3MoVA钢的组织得到进一步均匀细化。该工艺解决了30CrNi3MoVA钢组织粗大及不均匀的生产难题,提高了其强韧性。

32CrNi3MoV厚壁钢管烧蚀影响层组织性能研究

通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、电子背散射衍射(electron back-scattered diffraction,EBSD)与显微硬度测试,研究32CrNi3MoV厚壁钢管烧蚀影响层组织性能演变特征。结果表明:烧蚀影响层沿半径向外可分为3层:厚度为2~3μm的奥氏体层、120μm的马氏体层及280μm的基体热影响区。3层之间有明显的平直界面。其中马氏体层又可细分为厚度为45μm的针状马氏体层和厚度为75μm的等轴马氏体层,两者间界面弯曲不明显,表现为一个过渡带。靠近奥氏体的针状马氏体层组织尺寸较大,硬度稍低;等轴状马氏体层硬度沿径向先增后减。在烧蚀影响相变层与原始基体组织间的基体受热回火软化,形成基体热影响层,其硬度沿径向逐渐增高,最终进入原始基体组织(回火索氏体)区,硬度也稳定在其平均水平。

34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒长大模型验证与应用

通过热处理试验并采用金相法分析研究了加热温度和保温时间对34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒长大行为的影响。结果表明,加热温度对34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒尺寸的影响尤为显著,随加热温度(900~1200℃)的升高,晶粒尺寸逐步增大。在初始晶粒尺寸情况下,900℃保温30 min(12.1μm)和950℃保温10 min(15.1μm)都与原始晶粒尺寸级别相差不大,1050℃保温30 min(37.8μm)时,晶粒尺寸达到原始晶粒尺寸的3.35倍,得到34CrNi3MoV钢晶粒长大的激活能Q=176.6 kJ/mol。随保温时间的延长,加热温度对奥氏体晶粒尺寸的影响越来越弱。950℃保温时,晶粒长大的临界保温时间大约为90 min左右。1050℃保温时,其临界保温时间大约为30 min。加热温度越高,达到临界保温时间后,晶粒长大就越缓慢。加热温度为850~950℃,保温时间60~180 min,可使34CrNi3MoV钢平均晶粒尺寸控制在22.5~44.9μm(国标8.0~6.0级)而满足要求。

熔炼及脱氧特点对38CrNi3MoVA钢性能的影响

研究表明，平炉和电炉冶炼的38CrNi3MoVA钢水，其运动粘度γ，密度d、表面张力σ和电阻率ρ的数值接近。电渣重熔使γ、d、σ值显著升高，而ρ值则明显下降。