M50钢与S8Cr4Mo4V钢性能对比分析

针对M50钢在轴承加工过程中一直存在着钢材采购周期长、钢材质量问题不易解决的问题,通过将S8Cr4Mo4V钢与M50钢在材料标准、材料性能及产品性能进行对比分析后,得出S8Cr4Mo4V钢材可以替代M50钢材加工相同轴承零件的结论。

Co8W6Mo5Cr4V3粉末高速钢的热变形行为

采用熔炼、电渣重熔和气雾化法制备Co8W6Mo5Cr4V3粉末,再通过热等静压制备Co8W6Mo5Cr4V3粉末高速钢。在不同变形条件下进行热压缩实验,研究粉末高速钢的热变形行为,根据获得的应力-应变曲线,建立热变形本构方程,绘制热加工图。结果表明:Co8W6Mo5Cr4V3粉末高速钢的流变应力随变形温度升高或应变速率减小而减小;通过本构方程预测的流变应力和实验得到的流变应力间的相关系数为0.995,可用此方程对粉末高速钢在不同变形条件下的应力进行预测;根据热加工图,粉末高速钢最优的变形温度为1 100~1 150℃,应变速率为0.1~1.0 s^(-1)。

激光冲击强化冲击次数对8Cr4Mo4V钢表面状态和力学性能的影响

为了研究激光冲击强化(LSP)不同冲击次数对8Cr4Mo4V钢表面状态和力学性能的影响,采用激光器对8Cr4Mo4V钢表面进行激光冲击强化,并且借助光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、粗糙度测量仪、显微硬度仪、残余应力检测仪及旋转弯曲疲劳试验机对不同冲击次数的8Cr4Mo4V钢试样的表面状态和力学性能进行表征。结果表明:随着冲击次数的增加,经LSP处理后的8Cr4Mo4V钢表面冲击痕迹占比逐渐增大,最大可占比11.28%,冲击次数超过3次可对8Cr4Mo4V钢造成凹坑损伤;LSP后的8Cr4Mo4V钢表面显微硬度最大可提升4.8%,表面残余压应力最大可达870 MPa,疲劳极限可提升47.30%。

4Cr5Mo2V钢与4Cr5MoSiV1钢组织和性能的对比

采用金相检验、冲击试验、扫描电镜及能谱分析等方法对4Cr5Mo2V钢和4Cr5MoSiV1钢的组织、性能进行对比分析,并用软件模拟计算相图。结果表明:4Cr5Mo2V钢较4Cr5MoSiV1钢的V元素含量降低、Mo元素含量升高,改变了钢中MC相的稳定性;4Cr5Mo2V钢中高熔点MC相液析碳化物的溶解温度和含量较4Cr5MoSiV1钢降低,使4Cr5Mo2V钢的冲击韧性增大。

渗氮时间对G13Cr4Mo4Ni4V钢组织及硬度的影响

对渗碳G13Cr4Mo4Ni4V钢进行渗氮热处理,研究渗氮时间对G13Cr4Mo4Ni4V钢复合层、渗碳层和心部的微观组织变化,以及硬度的影响。结果表明:渗氮处理后的G13Cr4Mo4Ni4V钢复合层和渗碳层由碳化物、回火马氏体和少量残余奥氏体组成,心部由板条马氏体及少量碳化物组成。渗氮90 h后G13Cr4Mo4Ni4V钢表面洛氏硬度提高,但波动性增大。渗氮50 h后的G13Cr4Mo4Ni4V钢渗层显微硬度最大,可达960 HV,渗氮层厚度为0.17 mm,有效渗碳层厚度为1.67 mm;而渗氮90 h后的G13钢显微硬度最大可达到906 HV,渗氮层厚度为0.19 mm,有效渗碳层厚度为1.26 mm。有效渗碳层厚度的降低与渗氮过程中碳元素向内扩散导致基体碳浓度降低有关,而显微硬度的降低与网状碳化物的析出降低了基体碳元素含量有关。

回火工艺对8Cr4Mo4V钢微观组织和力学性能的影响

采用显微组织观察、冲击性能测试和硬度测量等方法,研究了回火工艺对等温淬火8Cr4Mo4V轴承钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,在试验条件下,8Cr4Mo4V轴承钢的微观组织主要由贝氏体、马氏体、残余奥氏体及碳化物组成。进行了3种回火工艺:550℃×2 h回火3次(工艺A),250℃×2 h回火1次+350℃×2 h回火1次+550℃×2 h回火2次(工艺B),以及350℃×2 h回火2次+550℃×2 h回火2次(工艺C)。工艺A、B和C处理的试样冲击功分别为13.1、8.75和8.52J,工艺B、C使试验钢出现回火脆性,韧性下降。工艺A、B和C处理的试样硬度分别为60.9、62.3和62.5HRC,B、C回火工艺与A工艺相比较析出更多的碳化物,弥散强化作用更强,试验钢的硬度更高。

机加工刀具用W6Mo5Cr4V2钢开裂原因分析

通过宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验和SEM形貌分析等方法对机加工刀具用W6Mo5Cr4V2钢开裂原因进行了分析。结果表明,失效机加工刀具组织存在断续网状与堆集的多角状碳化物以及后续热处理工艺不当导致的刀具出现未淬透现象是造成刀具开裂的主要原因。刀具淬硬区与未淬硬区之间的过渡区域及芯部网状与堆集的多角状碳化物集中处会产生较大应力集中点,在刀具进行磨削加工工艺或操作不当时,表层拉应力超过材料强度极限,并在内部淬火应力作用下,在应力点产生裂纹并扩展,最终导致刀具崩裂。

轴承用8Cr4Mo4V钢稳定热处理期间相转变分析

为了研究稳定热处理期间8Cr4Mo4V钢的组织转变及尺寸变化规律,采用热膨胀仪和差热分析仪测定经淬火和回火处理后的8Cr4Mo4V钢升温期间相变引起的尺寸及热流变化特征,分析了稳定热处理期间钢的相变特征,并采用扫描电镜观察了稳定处理后的微观组织。结果表明:在8Cr4Mo4V钢淬火后的回火升温期间,马氏体回火相变温度为132~243℃,残余奥氏体转变温度为215~303℃,马氏体分解为铁素体+碳化物的温度为278~420℃。随着稳定处理次数的增加,8Cr4Mo4V钢中的马氏体发生回火转变的温度及马氏体分解为铁素体+碳化物的温度逐渐升高,钢中亚稳相的稳定性增加。当进行3次稳定处理后,未检测到钢中发生马氏体回火相变,而马氏体分解为铁素体+碳化物的相变仍然存在。微观组织观察表明,随着稳定次数的增加,钢中析出的碳化物数量增多。

真空加压气淬工艺对W2Mo9Cr4VCo8(M42)钢组织和性能的影响

以W2Mo9Cr4VCo8(M42)钢为研究对象,研究不同真空气淬压强(1、5和9 bar)对W2Mo9Cr4VCo8(M42)试验件的心部组织、硬度及淬透效果的影响。研究表明,在不同气淬压强下试验件的淬透性不同,1 bar气淬条件下,可以淬透的尺寸为10 mm以下;5 bar气淬条件下,可以淬透的尺寸为30 mm以下;9 bar气淬条件下,可以淬透的尺寸为90 mm以下。淬火+三次回火后试验件的金相组织均为回火马氏体、碳化物及残留奥氏体。并对W2Mo9Cr4VCo8(M42)铣刀进行加压气淬试验,得到了满意的效果。

G115Cr14Mo4V和8Cr4Mo4V淬回火工艺及性能研究

采用不同淬回火工艺对高温不锈轴承钢G115Cr14Mo4V和高温轴承钢8Cr4Mo4V进行热处理,观察两者的显微组织,检测淬火、回火后的硬度和残余奥氏体含量,并对高温硬度、冲击功和滚动接触疲劳寿命进行测试。结果表明:淬回火后G115Cr14Mo4V钢的室温硬度稍高于8Cr4Mo4V钢,两者的残余奥氏体含量都可控制在3%以内;在高温硬度和滚动接触疲劳额定寿命L10方面,G115Cr14Mo4V钢优于8Cr4Mo4V钢;在冲击功方面,8Cr4Mo4V钢优于G115Cr14Mo4V钢。

淬火温度和回火工艺对4Cr5Mo2V钢高温耐磨性能的影响

将4Cr5Mo2V钢在1000~1090℃下淬火,并通过不同温度2次回火处理将相同淬火温度下试验钢的回火硬度分别调整至55,52 HRC,研究了淬火温度和回火工艺对显微组织、冲击韧性和高温(350℃)耐磨性能的影响。结果表明:回火硬度相同时,淬火温度过高或过低均会降低试验钢的韧性而加剧磨损表面材料剥落,从而降低耐磨性能;相同回火硬度下,1030℃淬火条件下试验钢的韧性和高温耐磨性能最好,1090℃淬火条件下最差;淬火温度相同时,较低温度回火试验钢因具有较高回火硬度,能够起到支撑表面氧化层的作用,其耐磨性能比较高温度回火时好;4Cr5Mo2V钢的推荐热处理工艺为1030℃×30 min油淬+560℃×2 h×2次回火。

淬火回火对W6Mo5Cr4V2Si新型高速钢组织与硬度的影响

采用不同淬火、回火工艺对W6Mo5Cr4V2Si新型高速钢进行热处理工艺试验,并对材料的微观组织及硬度进行了分析。结果表明:W6Mo5Cr4V2Si钢在1200℃以下淬火、600℃回火硬度较低;在1250℃淬火时,随回火温度的升高,材料的回火硬度下降,560℃左右回火后材料的硬度最高,为67.1 HRC左右,其组织主要由网状、半网状及颗粒状碳化物+回火马氏体组成。

8Cr4Mo4Ni4V航空轴承钢高温奥氏体晶粒长大的数学模型

以8Cr4Mo4Ni4V轴承钢为研究对象,通过奥氏体等温保温实验,研究加热温度和保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响,采用平均截点法对不同热处理条件下的晶粒尺寸进行统计分析。结果表明:随着加热温度和保温时间的增加,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,当加热温度超过1100℃或保温时间超过120min时,实验钢晶粒开始发生显著粗化。当加热温度超过1150℃时晶粒已完全粗化。通过线性回归的方法,获得了8Cr4Mo4Ni4V轴承钢的奥氏体晶粒尺寸随加热温度和保温时间演化的数学模型,为指导航空轴承钢锻造与热处理过程提供理论依据。

热作模具钢4Cr5MoSiV1的细化处理工艺试验

随着国内工业技术的进步，模具材料的开发与应用也得以飞速发展。4Cr5MoSiV1钢是一种新型热作模具钢，由于其优良的淬透性、淬硬性和良好的室温、高温性能而广泛应用于要求高韧性和冷热疲劳抗力、工作温度<700℃的热挤压模、压铸模和热锻模，其使用寿命远高于第一代热作模具钢5CrNiMo、5CrMnMo和3Cr2W8V。但近年来，有关部门通过抽检多个厂家发现，国产4Cr5MoSiV1钢与进口H13钢相比存在的最大差别是成分偏析、带状组织严重等现象。用此类材料制造的工模具经过常规工艺处理后，常出现早期失效。因此有必要对其热处理工艺进行研究和改善。

尺寸稳定处理时8Cr4Mo4V轴承钢的相变及其对尺寸变化的影响

对8Cr4Mo4V轴承钢试样进行尺寸稳定处理,用扫描电镜观察不同阶段的组织,并测定热膨胀系数和升温期间的热流变化,分析相变的温度区间及其对尺寸变化的影响。结果表明:稳定处理过程中马氏体回火使尺寸减小,残余奥氏体转变使尺寸增大,马氏体分解使尺寸减小。一次稳定处理时,轴承钢中马氏体回火及马氏体分解占主导,导致尺寸减小;二次稳定处理时,残余奥氏体转变占主导,导致尺寸增大;三次稳定处理后,尺寸变化量较小,尺寸基本稳定。

8Cr4Mo4V高温轴承钢润滑条件下的微动磨损行为

采用MoS2、碳纳米管(CNTs)作为添加剂所制备的锂基润滑脂作为润滑条件,研究了8Cr4Mo4V高温轴承钢在润滑减摩条件下的微动磨损性能。结果表明:当滑动速度为0.028 m/s,接触应力增大时,主要磨损机制由轻微磨料磨损变为粘着磨损与磨料磨损;当初始接触应力为2.047 GPa,滑动速度从0.014 m/s增大到0.112 m/s时磨损机制主要为磨料磨损;当滑动速度为0.028 m/s时,磨损功耗小于46.82×109 J·m-2,主要以磨料磨损为主,磨损体积增速较缓,当磨损功耗大于46.82×109 J·m-2时,此时开始产生粘着磨损,大于48.14×109 J·m-2时粘着剥落严重,大面积剥落处犁沟深度增加,磨损体积增加迅速,磨损过程中8Cr4Mo4V中大量碳化物的存在对耐磨性具有有益作用。

高压气淬对8Cr4Mo4V钢制轴承套圈变形的影响

针对8Cr4Mo4V高温钢制薄壁轴承套圈在热处理过程中易产生变形、翘曲及锥度等问题,通过真空渗碳炉高压气淬热处理工艺,在保证淬透性的同时,显著减小套圈的变形、翘曲及锥度。结果表明:与普通真空炉油淬相比,高压气淬可使套圈尺寸变形率降低约50%,锥度可控制在0.15 mm以内,显著提高了产品合格率。

消除8Cr4Mo4V钢“混晶”试验研究

对于8Cr4Mo4V钢制轴承零件淬火中出现的＂混晶＂问题,对3种不同状态的试样进行热处理工艺试验,通过试验探讨了其消除方法。试验结果表明：淬火后＂混晶＂组织与原材料晶粒度遗传密切相关,通过锻造方式可以有效＂破碎＂原材料粗大晶粒度遗传,采用补充退火方式可改善原材料球化退火效果,有效消除＂混晶＂组织。

8Cr4Mo4V钢圆柱滚子外径面点状缺陷产生的原因及解决措施

采用体视显微镜、扫描电镜、激光共聚焦显微镜对8Cr4Mo4V钢圆柱滚子外径面点状缺陷进行了化学成分和形貌分析,得知了点状缺陷是由于磨削加工工艺不当造成的。通过一系列的工艺试验确定了有效避免点状缺陷的加工方法,可以提高圆柱滚子加工的外观质量,减少废品的产生。

W6Mo5Cr4V2钢氮离子注入表面改性层的摩擦学性能

对 W6 Mo5 Cr4V2钢进行氮离子注入 ,用销 -盘式摩擦磨损试验机考察了钢表面注入改性层的摩擦磨损性能 ;用扫描电子显微镜、俄歇电子能谱仪及微区 X射线衍射仪等考察了改性层的相组成、氮元素沿注入层深度方向的浓度分布及磨损机理 .结果表明 ,离子注入处理后钢表面显微硬度提高、残余压应力增大、表面粗糙度降、注入层中形成了大量细小弥散分布的硬质析出相ε- Fe2 - 3 N、Cr N及β- Cr2 N等 ,从而改善了材料的摩擦学性能 ,并导致磨损机理发生变化 .正交试验结果表明 ,氮离子注入对 W6 Mo5 Cr4V2钢摩擦学性能的改善程度与注入能量和注入剂量不成正比 ,注入参数存在最佳值 ,最佳注入能量为 10 0 ke V,注入剂量为 4× 10 1