渗碳工艺对18CrNiMo7-6合金钢缺口件疲劳性能的影响

为分析渗碳工艺对18CrNiMo7-6缺口构件疲劳性能的影响,对应力集中系数Kt=1.86的缺口试样进行渗碳热处理并测定其旋转弯曲疲劳性能,同时对试样表层组织、硬度以及应力场进行了表征。结果表明,渗碳热处理可以明显提升试样表面硬度并引入残余压应力,并且可以显著提升缺口试样的疲劳性能,相较于未渗碳试样疲劳极限提升超过100%;随着有效硬化层深度的增加,缺口试样的疲劳极限均呈现先增后减的趋势。未渗碳试样和渗碳试样的疲劳源均在缺口根部表面处,且均为多源断裂。疲劳过程中渗碳试样表面残余奥氏体在循环应力作用下诱导马氏体相变,其转变量存在一个临界值。

低合金钢激光淬火表面强化处理层与渗碳处理层的性能比较

[目的]高压电气机构产品的传动类零部件广泛使用20Cr Mn Mo低合金钢制造。为使该材料达到产品使用性能要求,需要进行气体渗碳、淬火、回火及驱氢处理,存在工序繁多、生产周期长、效率低,有害气体排放量高等问题。[方法]以42CrMo低合金钢为基体,进行激光淬火表面强化处理。对比了42CrMo淬硬层与20Cr MnMo渗碳层的有效深度、显微硬度、组织结构、耐磨性和冲击功。[结果]经过激光淬火表面强化处理的42CrMo钢具有略优于渗碳20CrMnMo钢的综合性能。[结论]激光淬火表面强化处理技术有望替代20CrMnMo的传统处理工艺。

多种高温金属材料在超临界二氧化碳中的腐蚀行为

超临界二氧化碳布雷顿循环发电是一种新兴的发电技术,保证其中高温材料的抗腐蚀性能满足要求是设备安全运行的必要前提。该文研究3种耐高温材料P92、Sanicro25、Inconel625在600℃、25MPa超临界二氧化碳中的腐蚀行为。采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、X射线光电子能谱、原子力显微镜以及辉光放电光谱仪对腐蚀产物进行表征。结果表明:P92形成了较为疏松、多孔洞的双层氧化膜结构;Sanicro25和Inconel625则形成致密的Cr_(2)O_(3)氧化膜。P92的氧化层有明显的孔洞形成,而氧化层下方基体发生渗碳;Sanicro25和Inconel625氧化层下方则有明显的贫Cr现象发生。Sanicro25和Inconel625抗腐蚀性能和抗渗碳能力明显优于P92。同时,基于“空洞诱导双层氧化膜形成机理”,指出合理的Cr元素含量是预防渗碳、保证氧化膜致密性的关键因素之一。结果可为超临界二氧化碳循环机组的选材和腐蚀防护提供一定参考和借鉴。

高合金渗碳钢20Cr2Ni4A的生产工艺研究

课题组采用本钢特钢厂50 t电炉+LF+VD+3.16 t模铸的工艺模式,开发高等级高合金渗碳钢20Cr2Ni4A生产。试验过程中对电炉温度控制、氧气流量、喷碳粉量等进行严格控制,精炼工位化学成分实行窄带严格控制方式,全过程白渣操作,氧含量控制在小于等于10 ppm,VD真空保持时间要求大于15 min等生产工艺。课题组统计了500炉20Cr2Ni4A钢材中,检验结果表明,平均氧含量为9 ppm,晶粒度为7级,低倍组织、非金属夹杂物、力学性能及各项物理性能均达到高等级高合金渗碳钢20Cr2Ni4A要求,该研究可为本钢特钢厂的实际生产过程提供实际指导。

合金渗碳钢锻件等温正火的研究

研究了合金渗碳钢锻件的普通正火与等温正火工艺参数对组织、性能的影响。得出为使钢件具有良好的切削加工性能和稳定的渗碳淬火变形规律；等温正火优于普通正火，而且容易控制的结论。研制的等温正火生产线，亦已调试成功并投入了生产。对等温正火的名称也进行了讨论。

低合金钢高浓度渗碳的组织与性能

探讨了低合金钢在８２０ ℃～８６０ ℃固体高浓度渗碳的工艺及其组织与性能。结果表明，高浓度渗碳工艺可在钢的表面形成大量细粒状、弥散分布的碳化物，使钢具有高硬度、高耐磨性。

合金渗碳钢件锻造余热等温正火原理研究

研究了常用渗碳钢利用锻造余热正火过程中可能出现的不良显微组织以及它们在重行加热时的粗大晶粒遗传性，阐述了控制停锻后冷却速度和温度使钢件在冷却时不发生相变，而在等温时形成要求的α＋Ｐ组织及硬度的锻热正火工艺原理。

双辉等离子表面冶金技术的新进展

总结了近年来双层辉光离子渗金属技术的发展,介绍了以双辉工艺在钛及钛合金表面形成阻燃合金,采用无氢渗碳在钛及钛合金表面形成高硬抗磨层,在纯铁、碳钢等基材表面形成时效硬化高速钢,在纯铜表面形成Ti-Cu耐磨合金等表面冶金新技术。

低碳合金钢表面硬贝氏体的制备及其组织特征

研究了19Mn2Cr2NiMoAl低碳合金钢表面获得硬贝氏体组织的热处理工艺及其组织结构特征。利用自行设计的滴注式可控气氛全自动渗碳炉渗碳,然后将试样加热进行奥氏体化处理,并直接淬入盐浴中,保温不同时间进行等温淬火。利用光学显微镜、透射电镜以及显微硬度计对热处理后19Mn2Cr2NiMoAl钢渗碳层的组织和硬度进行分析研究。结果表明,该钢经过230℃保温48h等温淬火后获得最佳的组织结构,其组织特征是,表层是平均尺寸约为80nm的贝氏体铁素体层片,片间为平均厚度为十几纳米的残余奥氏体膜组织;过渡层是硬贝氏体和低碳马氏体的混合组织;心部是低碳马氏体组织。由此获得的试样的表层硬度达到620HV,而心部的硬度为460HV。

双辉离子渗钨钼层渗碳组织的电镜分析

采用双层辉光离子渗金属技术 ,首先在低碳钢表面渗入合金元素钨、钼 ;然后作固溶处理 ,使金属间化合物溶于基体中 ;接着渗碳 ,使合金层内形成大量弥散、均匀、细小的合金碳化物。经淬火及回火后的合金层具有高速钢组织及性能。对渗金属层渗碳后的组织进行了电子显微分析。

合金渗碳钢表面低温气体多元共渗研究

通过对材料表面强化处理,可以改变材料表面的成分和结构,从而提高表面硬度。利用低温气体多元共渗技术对25CrN iMo钢试样进行处理,研究了渗层的显微组织和显微硬度。结果表明,在25CrN iMo钢的表面形成了以碳化物和氮化物为主的渗层,渗层厚度可达340μm,其表面显微硬度最高可达859HV,是基体显微硬度250HV的3.4倍。

合金渗碳钢件锻造余热等温正火工艺的计算机专家系统

为了适应我国汽车工业使用钢种多样、成分复杂的特点和促进锻造余热正火工艺的应用，研制了适合各种合金渗碳钢件锻造余热等温正火的计算机专家系统，根据钢件的实际化学成分和正火技术要求，迅速提供可靠的工艺参数，并具有解答和处理正火生产中可能出现的各种工艺、质量问题的功能。

合金渗碳钢锻件等温正火等温前的冷却速度的研究

研究了合会渗碳钢锻件等温正火等温前的冷却速度对等温处理后显微组织和性能的影响，得出该冷却速度是影响钢件等温正大质量的重要参数，其最低值主要受钢件化学成分的影响，以冷却时不发生相变为宜，或者可以析出少量先共析铁索体，但应用适当降低等温湿度予以配合。

高合金钢超饱和渗碳过程及其数学模型

讨论了高合金钢超饱和渗碳过程，并在此基础上初步建立了计算高合金钢超饱和渗碳层碳含量分布曲线的数学模型。

铝合金钢盐浴硫氮碳共渗层中合金元素的分布及组织特征

对３８ＣｒＭｏＡｌ，４２ＣｒＭｏ和Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２Ａｌ合金钢盐浴硫氮碳共渗层的组织进行的研究表明：３８ＣｒＭｏＡｌ和Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２Ａｌ钢的共渗层中，白亮层和过渡层的交界处有沿一定晶面析出的大量针状氮化物和沿晶界析出的网状氮化物，它们导致白亮层中出现１００μｍ左右的裂纹．这种不正常组织将使渗层强度降低、脆性增大，这说明铝合金钢不适于进行盐浴硫氮碳共渗处理．

9310渗碳钢强流脉冲电子束表面钛合金化处理的结构与性能

为进一步提高SAE9310钢表面渗碳层的耐磨性和耐蚀性,采用强流脉冲电子束(HCPEB)技术在不同的能量密度下对SAE9310渗碳钢进行表面钛合金化处理。并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验及电化学试验等研究了钛合金化试样的表面及截面形貌、相组成及性能等。结果表明:强流脉冲电子束辐照后钛以合金元素形式固溶于基体中,重熔层奥氏体含量增加。钛合金化层腐蚀电位由未处理时的-0.577V提高至-0.539V,自腐蚀电流密度降至2×10-7 A/cm2,较未处理试样低1个数量级。合金化处理后样品表面显微硬度与原始样品接近,硬度约为780HV0.25,但干摩擦因数由0.8降至0.15,磨损率降低接近3倍。电子束表面钛合金化处理可以提高9310钢渗碳层的耐磨性和耐蚀性。

铸态高强高韧性QT600-10合成球铁的研制

采用废钢增碳技术,利用合金化元素Cu和Sn强化基体组织,通过完善球化、孕育处理等工艺措施,制备出铸态QT600-10高强高韧性球墨铸铁。试验表明:采用废钢增碳生产合成球铁,选择合适的化学成分,其铸态抗拉强度≥600 MPa,断后伸长率≥10%。

合金钢气体渗碳淬火过程的计算机模拟

以合金钢齿轮18Cr Ni Mo7为设计原型,通过合金渗碳建模、渗碳淬火过程的计算机模拟得到了合金齿轮不同区域的渗碳变化规律,并采用有效硬化层法、金相法和化学剥层法得到了实际渗碳过程中的渗碳层深度与碳浓度分布特征。结果表明,随着距离合金齿轮表面距离的增加,碳含量逐渐降低;采用化学分析法测得的不同部位的碳含量分布与计算机模拟结果吻合。可以通过计算机模拟的方法预测渗碳工艺条件下最终热处理完成后有效硬化层的深度,这样就可以增加生产效率。

低合金钢20Mn2高温短时渗碳的研究

对低合金钢20Mn2在铸铁液中进行不同温度和时间的渗碳,并对渗层组织、渗层深度及渗碳工艺进行了分析,结果表明,采用铸铁液渗碳能在短时间内获得较深的渗层。试样在1250℃铸铁液中保持30s,渗层深度达219μm;在1280℃铸铁液中保持30s,渗碳层达237μm.

飞机桨壳螺帽磨削裂纹分析

采用金相分析方法 ,对 12CrNi3A钢制飞机桨壳螺帽裂纹进行了分析。结果表明 ,因磨削工艺控制不当 ,出现局部过热 ,使工件表面产生二次淬火马氏体 ,造成组织内应力增大 。