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本期目录

    2014年 第39卷 第2期   刊出日期: 2014-02-25
  • 材料研究
    一种Cr-Mo-V渗氮钢的合金设计及性能测试
    邓传印,闵永安,廖建雄
    2014, 39(2):  1-6. 
    摘要 ( 250 )   PDF (275KB) ( 246 )  
    针对渗氮性能、热稳定性及淬透性要求,在33CrMoV12-9和40CrMoV13-9钢基础上调整化学成分,并借助JmatPro软件探究其热强性,设计了BTHJ渗氮钢。晶粒度、端淬试验以及与38CrMoAl钢对比进行的渗氮和热稳定性试验表明:920 ℃奥氏体化后BTHJ钢的晶粒度为10级,淬透深度可达80 mm;调质后经550 ℃保温60 h,硬度维持在40 HRC以上,具有较好的热稳定性;气体渗氮后表面硬度1017 HV0.2,渗氮层硬度梯度平缓,无脉状组织,渗氮性能良好,各项性能均优于38CrMoAl钢。
    Q235B-2B硼微合金化钢的高温塑性
    陈青,徐李军,潘贻芳,仇圣桃,赖朝彬,王朝阳,李进,刘伟
    2014, 39(2):  7-11. 
    摘要 ( 278 )   PDF (170KB) ( 219 )  
    采用Gleeble-3800热应力-应变热模拟试验机对某钢厂生产的Q235B-2B硼微合金化钢230 mm×1800 mm连铸板坯进行高温力学性能测试,得到了600~1350 ℃温度区间的高温强度和热塑性曲线图。试验结果表明,此钢种第三脆性温度区为750~1000 ℃,低塑性区间较宽。通过扫描电镜观察,能谱分析发现晶界有许多MnS析出物以及少量的BN与MnS复合析出物。硼微合金化钢裂纹敏感性比较高,这是由于硼在晶界的偏聚以及第二相粒子在晶界的大量析出脆化晶界,影响钢的热塑性,结合热力学理论分析,降低氮含量可减少第二相粒子析出,改善钢种的热塑性。
    La2O3对TZM合金再结晶温度的影响
    何欢承,王快社,胡平,康轩齐,王鹏洲,刘仁智
    2014, 39(2):  12-15. 
    摘要 ( 307 )   PDF (162KB) ( 292 )  
    采用粉末冶金和轧制工艺制备TZM合金和掺镧TZM合金,通过对其分别在1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600 ℃退火后样品的显微组织进行研究与对比,分析La2O3对TZM合金再结晶温度的影响机理。研究表明,TZM合金的再结晶温度为1100 ℃左右,La-TZM合金的再结晶温度为1200 ℃,La2O3在TZM合金的晶界处形成细小的第二相,阻碍了晶界的迁移,可提高TZM合金的再结晶温度,同时可提高晶界第二相的形核概率,且可细化晶粒。
    退火对(La0.8Nd0.2)2Mg(Ni0.8-xCo0.1Mn0.1Alx)9合金的储氢性能的影响
    黄显吞
    2014, 39(2):  15-18. 
    摘要 ( 261 )   PDF (161KB) ( 283 )  
    (La0.8Nd0.2)2Mg(Ni0.8-xCo0.1Mn0.1Alx)9(x=0~0.15)系列合金经退火处理,合金电极具有较好的活化性能,经1~4次充放电循环就可达到最大放电容量,合金电极的最大放电容量Cmax得到提高,最大值为399.2 mAh/g(x=0)。并随着Al替代量的增加,合金电极的吸放氢平台压降低,而吸氢滞后增大。同时,退火处理能明显改善合金电极的循环稳定性,经60次充放电循环后,合金电极的容量保持率(S60)最大值为76.7%(x=0.1)。
    一种高钒中碳非调质钢的高周疲劳性能
    邵成伟, 陈思联, 赵晓丽, 惠卫军, 曹建春, 郝彦英
    2014, 39(2):  19-22. 
    摘要 ( 290 )   PDF (169KB) ( 208 )  
    采用旋转弯曲疲劳试验探索了一种高钒(0.28%)中碳铁素体+珠光体型锻态非调质钢37MnSiVS的高周疲劳性能,并与传统低钒(0.12%)非调质钢38MnVS进行了对比。结果表明,37MnSiVS钢的疲劳极限及疲劳极限与抗拉强度的比值均明显高于38MnVS钢及调质钢40Cr,分别为562 MPa和0.614。增加钢中V含量所形成的大量细小弥撒V(C,N)质点与铁素体间具有特定的位向关系,有显著的析出强化和组织细化作用,使37MnSiVS钢微观组织均匀细小,铁素体硬度明显增加,珠光体与铁素体的显微硬度比减小,从而呈现出十分优异的高周疲劳性能。
    基于机械合金化及热处理制备Fe3Al金属间化合物粉体材料
    廖凯,揭晓华,姚远,刘烨
    2014, 39(2):  23-25. 
    摘要 ( 240 )   PDF (157KB) ( 264 )  
    通过机械合金化并结合热处理制备出以Fe3Al金属间化合物为主要物相的粉末材料。利用差热分析仪、X射线衍射和扫描电镜对制备过程中粉体的组织形貌、物相变化过程进行了研究。结果表明,制备过程中其物相转变趋势主要是由铝含量高物相向铁含量高物相转变,转化顺序为:Fe4Al13→ FeAl6→ Fe2Al5→Fe3Al,通过30 h球磨和750 ℃保温120 min的退火热处理可以获得以Fe3Al金属间化合物为主要物相的粉体材料。
    低碳含铬J55钢热轧卷板的开发
    黄明浩,黄国建,孔祥磊
    2014, 39(2):  26-29. 
    摘要 ( 272 )   PDF (153KB) ( 230 )  
    介绍了鞍钢2150ASP中薄板坯连铸连轧机组开发的10.75 mm厚低C含Cr J55钢热轧卷板设计的难点和特点。该钢采用低C、低Mn、添加适量Cr元素、纯净钢冶炼,使P、S保持在较低水平。提高Mn/S比,控制拉速,保证了连铸坯表面质量;产品符合美国石油学会标准API Spec 5CT的J55钢要求,且屈服强度低,波动范围窄,拉伸强度高,具有良好的耐低温冲击能力。
    组织与性能
    曲轴用非调质钢C38N2奥氏体长大行为及热塑性研究
    杨忠,寇玉山,王海龙,郭俊国,张燕东,刘雅政
    2014, 39(2):  30-33. 
    摘要 ( 290 )   PDF (172KB) ( 257 )  
    研究了曲轴用非调质钢C38N2在不同加热温度和加热时间下的奥氏体晶粒长大行为及高温下的热塑性,并建立了奥氏体晶粒长大的数学模型。结果表明, 加热时间30 min时,奥氏体晶粒粗化温度和铌迅速大量固溶的开始温度为1050 ℃;在900~1050 ℃和1050~1250 ℃两个温度区间内,奥氏体晶粒长大方程分别为D=1.01×103·t0.21·exp(-5.33×104/(RT))和D=8.77×106·t0.21·exp(-1.59×105/(RT));高热塑性温度范围为800~1200 ℃,1100 ℃时热塑性最好。
    回火对含钒超高强度管线钢组织与性能的影响
    陆春洁,赵文贵,陈猛,曲锦波
    2014, 39(2):  34-38. 
    摘要 ( 296 )   PDF (168KB) ( 218 )  
    利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等分析方法,研究了回火工艺对含V超高强度管线钢组织与力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高和回火时间的延长,试验钢的强度先上升再降低,伸长率和屈强比增加,冲击性能降低。这主要是由于回火后位错密度降低、M/A岛(martensite-austenite)分解、NbC/Nb(CN)与VC/V(CN)等析出相的形成及聚合长大等因素造成。在600 ℃´60 min的回火条件下,试验钢综合力学性能优良,其屈服强度、抗拉强度和-20 ℃冲击吸收能量分别是671 MPa、755 MPa和177 J,均达到超高强度管线钢X100的要求。
    7Cr17MoV不锈钢刀剪材料塑性变形的组织与性能
    姚迪,李晶,李积回
    2014, 39(2):  39-42. 
    摘要 ( 307 )   PDF (166KB) ( 228 )  
    研究了7Cr17MoV高碳不锈钢刀剪材料经热轧和冷轧后的显微组织、碳化物转变和性能变化。结果表明,轧后的退火组织为球状珠光体+碳化物。热轧后碳化物有明显偏聚,颗粒尺寸通常在2 μm以上,冷轧后偏聚现象消失,碳化物变得相对细小和均匀,部分达到纳米级。碳化物的类型主要为(Fe, Cr)23C6,冷轧后钼和钒的碳化物逐步减少或消失。厚度为0.7 mm的冷轧薄带抗拉强度为690 MPa左右。拉伸断口可见明显韧窝和第二相粒子且多为碳化物和氧化物夹杂。
    返红温度对铌微合金高强度耐腐蚀船板钢组织与性能的影响
    吴战芳,徐李军,王洪,仇圣桃,陈一胜
    2014, 39(2):  43-46. 
    摘要 ( 262 )   PDF (165KB) ( 233 )  
    以连铸生产的铌微合金高强度耐腐蚀船板钢铸坯为原料,以热轧TMCP工艺为基础,通过扫描电镜观察和力学性能检测,分析了热轧终了钢板的返红温度对热轧板组织及力学性能的影响。结果表明,在一定的返红温度范围内,返红温度越低,试验钢晶粒越细,组织类型为准多边形铁素体和少量珠光体,屈服强度和抗拉强度升高。返红温度过低,冷速过大,试验钢板宽度方向的温度梯度大,不同部位的过冷程度差异大,易出现混晶组织,塑性降低。
    热输入对X80管线钢焊接粗晶区组织性能的影响
    张德芬,王进,景亮,彭波,蒋平
    2014, 39(2):  47-50. 
    摘要 ( 272 )   PDF (177KB) ( 155 )  
    采用热模拟技术模拟研究不同热输入对X80管线钢焊接粗晶区组织性能的影响。试验结果表明,焊接热影响粗晶区组织主要由板条状和粒状贝氏体组成,随着热输入的增加,焊接热影响粗晶区的板条贝氏体数量逐渐减少,粒状贝氏体数量逐渐增加,彼此交错分布。当热输入E=20 kJ/cm时,焊接热影响粗晶区晶粒虽有所长大,但板条贝氏体和粒状贝氏体交叉混合分布,表现出较好的冲击性能。通过分析得出,采用焊前预热和小热输入的焊接工艺既可以减少高温停留时间tH,防止晶粒粗化,又可以相应的提高800 ℃到500 ℃的停留时间t8/5,给组织相变提供适当的时间,以达到改善X80管线钢手工焊工艺。
    辙叉用新型贝氏体钢的滚动接触疲劳性能
    何雷,栾道成,陈晓男,王艳,熊万全
    2014, 39(2):  51-54. 
    摘要 ( 250 )   PDF (174KB) ( 236 )  
    分别对用普通冶炼工艺和电渣重熔工艺得到的辙叉用新型贝氏体钢进行滚动接触疲劳性能试验,结果表明由电渣重熔工艺得到的新型辙叉用贝氏体钢具有更加优良的接触疲劳性能,且两种工艺的材料接触疲劳寿命都随试验应力的增加而降低。相较于纯滚动试验,滑差的存在将增大材料的塑性变形和造成材料温度升高,引起材料接触疲劳寿命的显著下降。通过观察发现,新型辙叉用贝氏体钢的主要失效形式为麻点剥落和浅层剥落。
    几种丝锥用高速钢的性能比较
    徐和平, 徐启明, 陈莉, 吴立志, 孙宗林, 宋子玉, 陈伦, 郑跃东
    2014, 39(2):  54-57. 
    摘要 ( 340 )   PDF (175KB) ( 258 )  
    对M3、M2和M35钢的淬回火硬度、红硬性、抗弯强度以及相应材料丝锥的切削性能进行了对比试验。结果表明,M3钢和M35钢的淬回火硬度和红硬性显著高于M2钢,M3钢和M35钢的淬回火硬度和红硬性无明显差异;M2钢抗弯强度高于M3钢和M35钢。在1160~1180 ℃淬火,M3钢和M35钢抗弯强度差异很小,在1180~1240 ℃淬火, M3钢抗弯强度小于M35钢;在1220 ℃以上淬火,三种材料的抗弯强度都急剧下降。用于丝锥,M2钢和M35钢淬火温度范围比M3钢宽;M3钢丝锥切削性能高于M2钢和M35钢;随着M3钢韧性和可磨削性能的提高,M3钢有望成为新的丝锥专用高速钢。
    表面工程
    化学沉积Ni-W-P/Ni-P镀层热处理晶化及性能比较
    姚洪利, 王厚杰, 王守圣, 赵中坤, 刘宏
    2014, 39(2):  58-64. 
    摘要 ( 273 )   PDF (158KB) ( 250 )  
    用化学沉积法制备了Ni-9.3P、Ni-4.9W-6P及Ni-4.9W-6P/Ni-9.3P(质量分数,%)双合金镀层,分别对其进行300、400、600 ℃的退火处理。借助XRD定量分析,对比分析了双镀层热处理晶化程度、各相质量分数及晶粒尺寸。通过镀层硬度测试、0.5 mol/L的H2SO4溶液浸泡腐蚀试验以及表面形貌观察,研究比较了镀层的硬度及耐蚀性。结果表明,Ni-P镀层在300 ℃退火处理1 h时出现Ni3P相,而Ni-W-P单镀层及Ni-W-P/Ni-P双镀层均没有Ni3P相的析出;直到400 ℃时,才开始发生Ni3P相晶化反应。3种镀层的峰值硬度均出现在400 ℃退火温度下,随退火温度从400 ℃升高到600 ℃时,镀层硬度下降,双镀层硬度介于两单镀层之间。3种镀层最差的耐蚀性均出现在Ni3P刚刚开始析出的温度,而较好的耐蚀性则出现在600 ℃较高的退火温度下。
    氮气流量对(Ti,Al,Si,Cr)N超硬薄膜的结构与性能的影响
    王芳,黄维刚,赵海波
    2014, 39(2):  65-68. 
    摘要 ( 493 )   PDF (158KB) ( 220 )  
    采用等离子增强磁控溅射技术(PEMC)在YG8硬质合金表面制备了(Ti, Al, Si, Cr)N超硬膜,研究了N2流量对膜层结构、成分、形态特征与性能的影响。试验结果表明,所得薄膜为面心立方结构,随N2流量增加,薄膜的晶体学取向由(111)晶面向(200)晶面转变。薄膜表面呈现柱状晶形态,N2流量为70 sccm时,柱状晶尺寸最小,粗糙度最低。所得薄膜的硬度随N2流量的增加先增大后减小,N2流量为70 sccm时,达到最大值35.70 GPa。
    CuCrZr合金表面亚音速与超音速等离子喷涂NiAl涂层的组织结构与结合强度
    陈健,马万斌
    2014, 39(2):  68-71. 
    摘要 ( 275 )   PDF (149KB) ( 151 )  
    分别用亚音速和超音速等离子喷涂方法在CuCrZr合金表面制备了NiAl涂层,通过正交试验对工艺参数进行优化,测定了涂层与基体的结合强度。利用SEM、EDS、XRD等设备研究了涂层的组织结构、物相变化及涂层与基体间的结合方式。结果表明,超音速等离子喷涂制备的NiAl涂层粒子变形充分、组织致密,涂层与基体间的结合强度明显高于亚音速喷涂层;两种方法制备的涂层与基体的界面处均主要为Al,界面的局部区域Cu-Al发生反应生成了Cu3Al2、CuAl2、CuAl等新相,形成了1~3 µm宽的“微冶金结合”层。
    WC颗粒增强Ni基涂层的残余应力分析及耐磨性能
    郭华锋,李菊丽,孙涛,杨海峰
    2014, 39(2):  72-76. 
    摘要 ( 294 )   PDF (167KB) ( 143 )  
    用扫描电镜显微镜(SEM)观察了等离子喷涂WC颗粒增强Ni涂层的显微结构,用X射线衍射法(XRD)测试了不同WC含量下涂层及粘结层表面残余应力,利用摩擦磨损试验机和共聚焦激光扫描显微镜研究了涂层的磨损机制。结果表明:涂层表面残余应力为压应力,且随着WC含量的增加先增大后减小,随着涂层厚度的增加而增大,厚度为1000 μm时出现分层失效,热应力对粘结层残余应力的贡献最大一定幅值的压应力有利于涂层耐磨性的提高,同载荷下磨损量仅为基体的0.135倍,涂层磨损机制主要为磨粒磨损。
    核阀密封面激光熔覆无钨低碳中钴合金粉末的试验研究
    金坤文,李必文 ,程强,胡西云,陈爱瑞
    2014, 39(2):  77-81. 
    摘要 ( 317 )   PDF (173KB) ( 173 )  
    在0Cr18Ni12Mo3Ti不锈钢核阀试样表面进行了FCo-5合金粉末的单道激光熔覆。研究了熔覆层的显微组织特征、相结构,并讨论了与显微硬度的对应关系。试验结果表明:具有无钨低碳中钴特点的FCo-5合金粉末激光熔覆层与基体达到了良好的冶金结合;熔覆层组织主要为g-Co奥氏体枝晶、枝晶间大量共晶组织及原位生成的Cr23C6颗粒相;熔覆层横截面显微硬度曲线呈“类M型”分布,最低硬度值较基体提高了192 HV0.2以上;弥散分布的Cr23C6颗粒对提高密封面的耐磨性非常有利。FCo-5合金粉末熔敷金属符合核阀密封面堆焊材料的技术要求,可以替代高钴含量的Stellite合金,并有益于减少二次污染、降低核阀成本。
    热锻模表面喷丸及多元氮碳共渗复合强化工艺
    余盈燕,周杰,李梦瑶,高林
    2014, 39(2):  81-84. 
    摘要 ( 248 )   PDF (184KB) ( 241 )  
    分别采用喷丸处理、多元氮碳共渗及喷丸+多元氮碳共渗复合强化处理三种方法对5CrNiMo钢试样及其热锻模具进行了表面处理,采用金相显微镜、显微硬度测试仪以及高速往复微摩擦试验机等对5CrNiMo钢试样的强化层组织、显微硬度以及摩擦磨损性能进行了对比分析。结果表明,喷丸加多元氮碳共渗复合强化处理得到的渗氮白亮层的平均厚度比只经多元氮碳共渗的增加了一倍,渗层深度增加2倍,工件表面显微硬度也提高了85 HV0.5左右,同时其摩擦磨损性能也得到了显著改善。通过模具现场使用表明,采用喷丸加渗氮复合表面强化的热锻模具的使用寿命比没经喷丸预处理的提高了29%,复合处理效果显著。
    火焰喷焊G302合金粉末涂层的组织和性能
    时海芳,周嵩然,周宇明
    2014, 39(2):  85-87. 
    摘要 ( 266 )   PDF (170KB) ( 222 )  
    采用G302合金粉末在调质处理的27SiMn钢基体表面进行火焰喷焊,利用金相显微镜观察了喷焊层的截面组织;利用SEM能谱分析仪分析了喷焊层表面的成分分布;利用显微硬度计和磨粒磨损试验机分别分析测试了喷焊层的截面硬度和耐磨损性能,并与镀铬层进行对比。结果表明:喷焊涂层与基体结合良好,喷焊层合金成分均匀,组织为细小的枝状晶和等轴晶。性能与镀铬层相比,喷焊层的耐磨粒磨损性能约为镀铬涂层的1.1倍。
    工艺研究
    时效制度对2A97铝锂合金晶粒细化和超塑性的影响
    张新明,谢磊,叶凌英,张盼
    2014, 39(2):  88-93. 
    摘要 ( 280 )   PDF (177KB) ( 238 )  
    采用金相、SEM和高温拉伸等手段,研究了不同时效制度对2A97铝锂合金晶粒细化和超塑性的影响。结果表明:合金在300~400 ℃时效可获得尺寸大于0.8 μm的第二相粒子,其中400 ℃×48 h过时效处理获得的第二相分布更均匀、体积分数更大,经过相同工艺轧制和再结晶退火后,获得的晶粒最为细小。在温度范围460~490 ℃,应变速率为1×10-3~2.5×10-3 s-1的条件下进行高温超塑性拉伸,在490 ℃、2×10-3 s-1变形条件下获得伸长率最大,达到850%。
    控制冷却工艺对20G锅炉钢显微组织的影响
    张义伟,袁晓敏,郑臻
    2014, 39(2):  93-96. 
    摘要 ( 269 )   PDF (169KB) ( 209 )  
    采用热模拟试验机进行控冷的方法,研究了20G锅炉钢在不同冷速速度下的显微组织,并和轧后正火工艺下的组织进行对比分析,旨在制定出合理的20G锅炉钢控冷工艺代替轧后正火工艺。结果表明,在不同控冷速度下的显微组织主要为铁素体和珠光体,且随着冷却速度的提高,珠光体含量增多,其片间距变小;在5~10 ℃/s冷却范围内获得的组织、晶粒度和正火工艺相差不大。初步确定了20G锅炉钢控冷新工艺。
    热处理对WCp/B4Cp/6063Al复合材料组织与力学性能的影响
    马书旺,甘斌,杨剑,刘坤,梁秋实,毛昌辉,杜军
    2014, 39(2):  97-100. 
    摘要 ( 277 )   PDF (159KB) ( 122 )  
    采用粉末冶金工艺制备了WCp/B4Cp/6063Al复合材料,通过SEM和TEM对复合材料的显微组织进行了表征,研究了热处理工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,热处理能使复合材料的拉伸强度明显增加,与T4热处理相比,T6热处理能使复合材料获得更大的拉伸强度,但材料的伸长率和冲击韧度要小于T4态的。热处理后复合材料的断裂形貌表现为基体合金的韧性断裂、基体和颗粒间的界面脱粘和颗粒断裂现象。热处理后复合材料出现了新的析出相,这有助于提高复合材料的拉伸强度。
    基于铸辗复合成形的42CrMo钢稳态变形参数的确定
    秦芳诚,齐会萍,李永堂,杜诗文
    2014, 39(2):  101-106. 
    摘要 ( 257 )   PDF (161KB) ( 218 )  
    通过热压缩试验获得42CrMo钢铸坯的流变应力,以动态材料模型和Prasad's失稳准则为基础,建立不同变形量下42CrMo钢铸坯的功率耗散图、失稳图及加工图,分析其热变形过程并确定稳态变形参数。研究得出了变形失稳区在高应变速率(大于0.35 s-1)时出现,且随应变速率的增加和变形量的增大,失稳区域变宽。变形温度850~1150 ℃、应变速率0.05~0.35 s-1为稳态变形区域。功率耗散效率的峰值35%出现在1100 ℃/0.05 s-1处,被认为是最佳变形工艺参数。
    3Cr20Ni10W2耐热合金高温塑性变形本构描述
    林洪
    2014, 39(2):  107-111. 
    摘要 ( 253 )   PDF (168KB) ( 272 )  
    通过等温热压缩试验获得了挤压态3Cr20Ni10W2耐热合金高温热塑性变形的真应力-应变曲线。结合Arrhenius双曲正弦本构方程,通过线性回归分析求解得到不同变形条件下本构模型中的热变形激活能Q,材料常数n、α及A,从而构建了用于表征3Cr20Ni10W2耐热合金流变应力与应变量、温度、应变速率之间内在关系的本构方程。流变应力的预测值与试验值较吻合,而且预测的最大相对误差为7.99%,相关系数为0.995。
    水韧处理对高锰钢铸件组织与性能的影响
    郑红红,赵爱民,曹佳丽,耿志达
    2014, 39(2):  112-115. 
    摘要 ( 245 )   PDF (176KB) ( 216 )  
    对成品ZGMn13-4高锰钢衬板进行再次水韧处理,对比处理前后试验钢微观组织及力学性能,分析试验高锰钢衬板水韧处理的不足。试验ZGMn13-4高锰钢的组织中存在大量块状、片状碳化物,其在奥氏体晶界处聚集形成网状结构,冲击吸收能量为41.7 J,硬度在230 HB以上;经再次水韧处理后组织中碳化物消失,为单一奥氏体组织,冲击吸收能量提高到114.8 J,硬度降低到200 HB以下,获得了较好的性能配比。高锰钢经适当水韧处理后可获得理想的力学性能。
    QPQ技术提高65Mn钢耐磨性的工艺参数优化
    郭杰,刘利国,孟国庆,王若衡
    2014, 39(2):  116-120. 
    摘要 ( 284 )   PDF (157KB) ( 227 )  
    将QPQ技术应用于65Mn钢,用SEM、显微硬度仪和摩擦磨损试验机分别对QPQ渗层的显微组织、显微硬度和耐磨性进行分析研究,与调质态试样和盐浴渗氮试样进行对比试验;为了优选典型的渗氮温度、渗氮时间、氧化温度和氧化时间,设计了一组正交试验,以平均摩擦系数和磨损量为依据分析了QPQ处理中4种工艺参数对其耐磨性的影响。结果表明,QPQ渗层表面平整,渗层由外到内依次氧化膜、疏松层、化合物层和扩散层;QPQ处理试样的最高硬度为710 HV0.1,基体硬度为360 HV0.1;其最小磨损量的最优工艺参数为渗氮温度570 ℃,渗氮时间3 h,氧化温度330 ℃,氧化时间40 min。优化工艺处理试样的摩擦系数为0.077,为调质态试样的60.5%,磨损量为2.1 mg,仅为调质态试样的18.8%。
    高压热处理对Cu52Cr48合金硬度和抗压性能的影响
    王淑英
    2014, 39(2):  120-122. 
    摘要 ( 298 )   PDF (170KB) ( 210 )  
    测试了高压热处理前后Cu52Cr48合金的硬度和压缩屈服强度,并结合显微组织观察,探讨了高压热处理对Cu52Cr48合金硬度和抗压性能的影响。结果表明:高压热处理能增大Cu52Cr48合金组织中Cu基体和Cr相的硬度,使Cu52Cr48合金的硬度和压缩屈服强度增大,合金的硬度和压缩屈服强度均随压力的升高而增大,当压力超过1 GPa时,硬度和压缩屈服强度增加缓慢。
    退火工艺对AZ31镁合金组织及耐磨性能的影响
    王梦寒,咸国材,王彦丽
    2014, 39(2):  123-124. 
    摘要 ( 249 )   PDF (164KB) ( 200 )  
    通过对AZ31镁合金采用不同的退火工艺,利用金相显微镜观察、摩擦磨损试验,研究了不同退火工艺对AZ31镁合金显微组织和耐磨性的影响。结果表明,最佳的退火工艺为280 ℃×80 min。此条件下会形成再结晶组织,使晶粒细化,从而改善耐磨性,材料的耐磨性与前工艺相比,有明显提高。
    数值模拟
    18CrNiMo7-6齿轮钢淬火精确数值模拟
    黄群超,卢文壮,李鹏程,左敦稳,丁盛,许仁伟,姜文鸽
    2014, 39(2):  125-128. 
    摘要 ( 335 )   PDF (188KB) ( 238 )  
    采用非线性有限元法对18CrNiMo7-6钢端淬过程进行模拟。数值模拟中水淬边界参数通过“热传导逆向迭代逼近法”获取,空冷面的热交换综合考虑空气的辐射和对流影响,空冷边界参数的加载基于传热学理论推导的函数。数值模拟的18CrNiMo7-6钢端淬组织、硬度与试验结果接近,表明本文采用的数值计算方法具有较高精度。
    轴件形状对感应加热温度场分布的影响
    朱叶,张根元
    2014, 39(2):  129-132. 
    摘要 ( 259 )   PDF (174KB) ( 265 )  
    采用ANSYS模拟探讨了S45C钢轴类零件在相同加载参数下截面的变化对其感应加热温度场的影响。模拟结果表明,尖锐化的零件部位温度会过高;尖角的角度越缓,尖角效应越不明显,零件距感应器的间隙逐渐成为影响温度分布的主要因素。应用这一结论,通过对零件的尖角部位倒圆角,使尖角变缓,同时增加了尖角部位间距,能减缓尖角效应。
    设备
    热处理钢板传输跟踪控制技术
    陈钧
    2014, 39(2):  133-138. 
    摘要 ( 253 )   PDF (171KB) ( 252 )  
    介绍了由二级服务器传输跟踪控制数学模型和基于Profibus-DP现场总线技术的西门子S7-400 PLC DCS控制系统共同构成的钢板热处理传输并信号跟踪仿真系统。该系统以精确的交流变频伺服传动和分布式物料实时传输位置的监测校正装置为基础,不仅实现了钢板传输位置的信号模拟仿真跟踪和控制,而且通过与热处理炉加热燃烧控制系统、淬火机水处理控制系统的数据信息交互,实现完美的热处理工艺处理执行,同时利用摆动传输方式实现连续批量式加热及炉膛容积与热能源的充分高效利用,进行高效节能生产。经过在线热处理的钢板产品,不仅各项力学性能指标测试数据优良,而且外观板形良好,特别是加工难度最大的淬火板,无需再加工处理。
    高温渗碳炉复合炉衬的设计及传热计算
    宗国良, 陈焰恺, 方华, 徐双凯, 浦晓东, 李冬霞
    2014, 39(2):  138-140. 
    摘要 ( 257 )   PDF (213KB) ( 462 )  
    测试与分析
    某钢制螺钉断裂失效分析
    胡春燕,姜涛,刘新灵
    2014, 39(2):  141-144. 
    摘要 ( 290 )   PDF (272KB) ( 263 )  
    液压缸盖紧固用螺钉在进行试验时发生断裂。采用外观检查、断口宏微观观察、金相检验和硬度测试等方法对两枚断裂失效螺钉进行了分析。结果表明,螺钉A失效性质为过载断裂,其断裂原因主要与装配时拧紧力过大从而产生了扭转剪切开裂损伤有关;螺钉B失效性质为疲劳断裂,其断裂原因主要与螺钉B表面存在脱碳层导致疲劳强度大幅降低有关,且在装配时发生倾斜,螺钉一侧存在附加拉应力,对疲劳失效也有一定的促进作用。建议严格控制热处理工艺和装配过程力矩大小,并加强螺钉孔和螺钉的加工精度控制。
    微氧环境下含氧量测量方法
    李鲜琴,马录,张权政
    2014, 39(2):  145-146. 
    摘要 ( 492 )   PDF (196KB) ( 215 )  
    标准化
    GB 15735—2012《金属热处理生产过程安全、卫生要求》的主要变化
    王开远
    2014, 39(2):  147-149. 
    摘要 ( 250 )   PDF (160KB) ( 241 )