20SiMn钢冲蚀和空蚀的失效行为研究

用CMS 12 0旋臂式真空冲蚀试验机和KS 6 0振动空蚀磁致伸缩仪对 2 0SiMn钢 90°攻角冲蚀和空蚀进行了试验研究 .结果表明 :2 0SiMn钢冲蚀分为孕育期、增重期和稳定期 3个阶段 ;空蚀由孕育期、急剧上升期、衰减期和稳定期 4个阶段组成 ;冲蚀、空蚀裂纹主要沿晶界萌生和扩展 ,失效机制是因局部微区机械力作用造成沿晶断裂和晶内蚀坑 ;晶粒脱落是空蚀的重要失效方式之一 .

27SiMn钢奥氏体连续冷却转变曲线

用Formast-F全自动相变仪测定了27SiMn钢的临界点Ac1、Ac3和在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,结合金相-硬度法获得了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线);研究了27SiMn钢连续冷却过程中过冷奥氏体转变过程及转变产物的组织形态。结果表明:随着冷却速度的提高,显微硬度逐渐提高。

淬火工艺对27SiMn钢组织和性能的影响

研究了淬火工艺对27SiMn钢组织和力学性能的影响。实验表明，830-930℃温度范围内“零保温”淬火，随淬火温度升高，27SiMn钢的强度、硬度增加；高于930℃后，强度、硬度逐步下降。该钢“零保温”淬火得到细小的板条状马氏体组织，其原因与奥氏体晶粒细化和奥氏体中碳分布不均匀有关。采用（910±10）℃淬火、（630±10）℃回火的“零保温”调质工艺处理的27SiMn钢缸体，力学性能完全满足技术要求。

27SiMn钢强韧化的研究

研究采矿支护设备专用钢—27SiMn的强韧化工艺和机械性能。结果表明,27SiMn钢经亚温淬火后,能充分发挥材料强韧化潜力,减轻构件重量(15～20%),降低井下工人劳动强度,具有显著经济效益。采用该工艺生产的单件液压支柱,已通过实验室试验,并投入生产试验。

GCr15SiMn钢轴承套圈开裂原因分析

采用光学显微镜、扫描电镜等检测分析手段,对GCr15SiMn钢轴承套圈开裂原因进行了分析。结果表明:引起套圈开裂的主要原因是由于锻造比不够,始锻和终锻温度偏高,造成套圈组织中存在碳化物偏析以及碳化物呈网状分布,使材料的脆性显著增大。在淬火过程中,由于热应力和相变应力的作用导致轴承套圈萌发裂纹,进而在磨削工序外力作用下裂纹扩展而失效。

GCr15SiMn钢轴承套圈磨削氢脆致断分析

采用电子金相、扫描电镜、硬度计等检测分析手段,对GCr15SiMn钢轴承套圈在磨削过程中脆断原因进行了分析。结果表明:引起套圈开裂的主要原因是由于材料在冶炼过程中吸入一定量的氢气,在锻造轧制及热处理加热过程中,过量的氢原子在高温下固溶于晶格中,当套圈在淬火低温回火后,氢便以分子形式以硫化物夹杂为核心沿晶界析出,形成白点缺陷,使材料的脆性显著增大。进而在淬回火残余应力和磨削应力的交互作用下开裂。

27SiMn钢空洞型缺陷和组织的演变规律

利用实验室轧制实验研究了不同变形温度和变形量条件下27Si Mn钢空洞型缺陷和组织的演变规律,采用一元非线性函数拟合了空洞平均直径与变形量间的关系,分析了变形温度和变形量对空洞平均直径和组织的影响,利用固态相变热力学和动力学基本原理探讨了变形温度和变形量对组织的影响机理,结果表明：影响空洞闭合的主要变形参数为变形量,变形量与空洞平均直径较好的符合D=9.29＋210.08e-ε/11.78函数关系,随变形温度降低和变形量增加,点链状晶界铁素体（GBF）数量减少而等轴状铁素体数量增加,铁素体体积分数有所提高,组织整体细化,相变驱动力的提高和形核率的增加及其对铁素体相变的诱导作用可很好的解释组织的演变规律,为实现空洞型缺陷和组织均质化集成控制,适宜的变形温度在950℃左右,变形量30%～40%。

ZG30SiMn钢与NM360钢异种钢焊接接头组织与性能研究

对国内某厂家生产的NM360钢和ZG30SiMn钢采用气体保护焊进行异种钢焊接,并对焊接接头进行力学性能试验及微观组织观察。结果表明:ZG30SiMn钢焊接接头CGHAZ和FGHAZ组织为铁素体+魏氏组织+马氏体,ICHAZ组织为珠光体+铁素体+贝氏体;NM360钢焊接接头CGHAZ和FGHAZ组织为低碳马氏体,ICHAZ组织为铁素体+M-A。ZG30SiMn的HAZ没有软化行为,而NM360调质钢的ICHAZ和SCHAZ有软化现象。ZG30SiMn钢HAZ发生脆化,NM360钢HAZ冲击性能较好。

27SiMn钢临界温度淬火高温回火后的力学性能

对 2 7SiMn钢在临界温度淬火后高温回火工艺进行了研究 ,并对其力学性能进行了分析。结果表明 ,2 7SiMn钢在 870℃临界温度加热淬火高温回火后 ,可得到满足使用要求的力学性能 ,而且可降低能耗 ,提高加热炉的使用寿命 。

GCr15SiMn钢等温过程中碳化物析出规律

通过分段冷却实验,研究了冷却速度和等温温度对GCr15SiMn轴承钢中碳化物析出规律及C、Cr、Mn元素扩散规律的影响。结果表明:当冷却速度大于5℃/s,能够有效抑制网状碳化物出现;当珠光体相变温度在590~620℃时,既能抑制C、Cr、Mn元素向奥氏体晶界扩散,防止二次碳化物在珠光体相变过程中出现,又能形成良好的索氏体组织。当相变温度达到650℃时,二次碳化物可以在低于Ar1的温度区间随着珠光体相变析出。通过对实验数据进行线性拟合,得出珠光体片层厚度和过冷度的经验公式为SP-1=-3.81×10-3+1.166×10-4ΔT。

27SiMn钢化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P性能对比研究

为改善采煤液压支架立柱的耐蚀和耐磨性能,以常用材料27SiMn钢为基体,制备了化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P镀层。利用SEM、XRD对镀层形貌和物相进行表征,对比分析两种镀层的硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明:相对于Ni-Ce-P镀层,Ni-Cu-Ce-P镀层表面更为平整和致密;各镀层结构均以非晶态为主;镀层试样的硬度和耐磨性均比基体有很大提高,Ni-Cu-Ce-P镀层耐磨性约为Ni-Ce-P镀层的2.3倍;经3.5%NaCl溶液腐蚀,两种镀层均出现了钝化现象,Ni-Cu-Ce-P的耐蚀性优于Ni-Ce-P镀层。

零保温淬火条件下回火对27SiMn钢硬度的影响

采用正交回归设计实验方法,研究了零保温淬火条件下回火温度和保温时间对27SiMn钢硬度的影响规律,建立了硬度回归方程。结果表明,回火温度越高,保温时间越长,27SiMn钢硬度越低。

矿用27SiMn钢等温热处理工艺分析

27SiMn钢是我国自主研发的低合金结构钢,作为矿用支护设备专用钢,其具有优良的强韧性能和力学性能。对27SiMn钢进行不同的等温热处理工艺,对所获得的材料进行微观组织观察和微观硬度测量,并分析其组织和性能。结果表明:450℃等温温度下材料的组织主要为铁素体+珠光体,显微硬度约为202.6HV;410℃等温温度下材料的组织主要为粒状贝氏体+珠光体,显微硬度约为283.1HV;370℃和330℃等温温度下材料的组织主要为贝氏体和板条马氏体组织,显微硬度约为273.8和262.9HV。

铸态27SiMn钢热成形本构方程的建立

利用热模拟试验机对铸态27SiMn钢在应变速率为0.01~10 s-1,变形温度为1 000~1 150℃条件下的热成形流变应力行为进行了等温恒应变速率压缩试验。通过真应力-真应变曲线,分析了应变速率和变形温度对流变应力的影响规律。通过线性回归分析计算出铸态27SiMn钢的应变硬化指数n,变形激活能Q,获得了铸态27SiMn钢的热成形流变应力本构方程。

基于正交试验法的27SiMn钢车削力研究

为了研究难加工材料27SiMn钢的切削规律,采用硬质合金车刀,利用正交法对27SiMn钢进行切削实验,得到切削参数在一定范围内（切削深度：0.3-0.8mm,进给量：0.08-0.2mm/r,转速：200-400r/min）与3个方向切削力的关系,结合线性回归方法得到三向切削力的经验模型。实验结果表明,切削深度对切削力的影响最大,其次是进给量,切削速度影响较小。切削深度和进给量对切削力的影响均是正相关,转速大于320r/min时,切削力随着切削速度的增大而减小。显著性检验结果表明切削力经验公式高度显著。

27SiMn钢与45钢的焊接性能试验

液压缸和柱常用27SiMn钢,缸底、耳环、油口管接头等常用45钢。液压油缸的缸体与缸头、缸体与缸底端面间,缸体与耳环、耳环与铰轴间,缸体与油口接头等均需要焊接组装,而27SiMn钢与45钢的焊装属异种钢焊接。为获得良好的焊接接头,采用CO_2气体保护焊、低氢低碳合金焊材,精选焊接工艺参数、焊前预热、焊后缓冷的焊接工艺。对焊后试件进行试验及工艺评定,无气孔、无裂纹、未熔合、未焊透等缺陷,进行拉伸和弯曲试验,其力学性能合格。结果表明:采用合理的焊接工艺,异种钢27SiMn与45的焊接性能优良,完全满足液压油缸的工作要求。

15SiMn钢奥氏体等温相变的元胞自动机模拟

建立了15SiMn钢奥氏体-铁素体相变的二维元胞自动机介观模型。模拟结果显示,对于某一给定温度,铁素体的长大速度在相变过程中逐渐降低。当生长速度接近0时,奥氏体相中相界面处平衡碳的质量分数为0.52395%。此外,模拟结果还显示,由于奥氏体晶界上的碳原子扩散和奥氏体-铁素体相界面移动都较奥氏体晶内更快,所以奥氏体晶界上铁素体晶粒形貌为椭圆形。

25SiMn钢奥氏体等温相变过程的数值模拟

建立了25SiMn钢奥氏体-铁素体相变的二维元胞自动机介观模型。模拟结果显示,对于某一给定温度,铁素体的长大速度在相变过程中逐渐降低,当生长速度接近于0时,奥氏体相中相界面处平衡碳浓度为0.527 74%。此外,模拟结果也显示,由于奥氏体晶界上的碳原子扩散和奥氏体-铁素体相界面移动都较奥氏体晶内更快,奥氏体晶界上铁素体晶粒形貌为椭圆形。铁素体相的长大速度与奥氏体-铁素体相界面处的奥氏体相一侧碳原子浓度有关。

机械构件用35SiMn钢表面处理研究

为进一步提高机械构件用35SiMn钢的表面性能,采用电沉积技术对35SiMn钢进行表面处理。分别制备Ni、NiCo合金和Ni-Co/SiC复合镀层,并研究3种镀层的表面形貌、元素组成、硬度和耐磨性能。结果表明:表面处理使35SiMn钢的硬度明显提高,耐磨性能也得到有效改善;3种镀层的组织较致密,其中Ni-Co/SiC复合镀层的组织最致密;3种镀层硬度的平均值分别是35SiMn钢的1.8倍、2.1倍和2.3倍,摩擦因数相比35SiMn钢分别降低16.7%、28.3%、33.3%。

GCr15SiMn钢LF精炼渣系脱硫研究

通过钼丝高温电阻炉采用正交实验法研究了LF精炼渣系的成分对高碳铬轴承钢GCr15Si Mn脱硫的影响。结果表明,随着碱度由3增至5时,精炼渣对钢液的脱硫率增加;随着Ba O从5增加到13,Al_2O_3从17增加到27,CaF_2从0增加到8时,精炼渣的脱硫率均呈先增加后降低趋势。钢液最佳脱硫效果的LF精炼渣组成为:4~5R,8%~10%Ba O,20%~22%Al2O3,3%~4%Ca F2,8%MgO。