金属热处理

金光秀，杜林秀，高彩茹

2015, 40(12): 1-5. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.001

摘要 ( 125 )

PDF (961KB) ( 125 )

利用MMS-300型热力模拟试验机对含硼钒微合金钢及不含硼的钒微合金钢在900~1100 ℃变形温度及0.1~10 s^-1应变速率条件下进行了单道次热压缩试验，测定了其真应力-真应变曲线，研究了变形温度和应变速率及加入微量硼对试验钢的动态再结晶行为的影响，并采用回归分析法确定了两种试验钢的热变形激活能，建立了试验钢的热变形方程，得出了热变形过程中峰值应变与Z参数之间的关系。结果表明，含硼及不含硼试验钢在0.01、0.1 s^-1的低应变速率和900~1100 ℃的变形温度下均发生动态再结晶，两种试验钢的激活能分别为284.9、287.7 kJ/mol，峰值应变与Z参数之间呈线性关系；加入微量硼后，使钒微合金钢动态再结晶激活能和峰值应力稍微降低，对动态再结晶有所促进。

亚结构组织对调质型9NiCrMo钢韧性的影响

相里海龙1,2，李珊珊2,3，沈俊昶2，马林1，苏航2

2015, 40(12): 6-10. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.012.002

摘要 ( 107 )

PDF (875KB) ( 77 )

运用光学显微镜、扫描电镜和EBSD观察研究了不同冷速下9NiCrMo钢的亚结构单元对强韧性的影响规律。结果表明，马氏体板条块是控制韧性的有效途径；MA组元的形成使钢韧性大幅下降；埋沙处理后试验钢的韧性有较明显的下降，此时MA组元是决定其韧性的主要因素。

新型高氮低镍奥氏体不锈钢点蚀性能研究

吴浩，徐桂芳，严羽，程晓农，李冬升，吴晓东

2015, 40(12): 11-16. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.003

摘要 ( 259 )

PDF (875KB) ( 112 )

设计制备了新型高氮低镍奥氏体不锈钢（高氮钢）。采用阳极动电位极化法测量了此钢在不同浓度和不同pH值的NaCl溶液中的点蚀电位，获得了点蚀电位随溶液浓度及pH值变化的关系曲线，并与800H钢进行了对比。用扫描电镜（SEM）对样品表面进行了形貌观察，对点腐蚀坑处进行了线扫描，分析了高氮钢耐点蚀的机理。研究表明，在不同浓度和pH值的NaCl溶液中，高氮钢的点蚀电位达到1.2 V以上，800H钢的点蚀电位在0.3 V以下。扫描图显示腐蚀区域内，高氮钢的点蚀坑稀少且面积较小，800H钢的点蚀坑密集且面积较大。线扫描表明氮在腐蚀坑内的含量略有下降；氮在钝化膜/金属界面富集，形成NH₄⁺，并且抑制侵蚀性Cl^-的吸附是提高高氮钢耐蚀性的原因。

H13钢表面Fe₂B单相渗硼层的高温摩擦磨损机理研究

濮胜君1，杨浩鹏1，汪宏斌1,2，吴晓春1

2015, 40(12): 17-21. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.004

摘要 ( 120 )

PDF (875KB) ( 109 )

经过固体渗硼及后续真空热处理在H13钢表面制备得到了Fe₂B单相渗硼层，研究了400~700 ℃高温下Fe₂B单相渗硼层高温摩擦磨损性能，并探讨了其摩擦磨损机理。结果表明，渗硼层的摩擦因数随温度升高呈降低趋势，而磨损体积反之；400 ℃时渗硼层仍具有较好的抗氧化性以及耐磨性能，磨损机理主要为轻微氧化磨损以及周期载荷作用下Fe₂B柱状晶碎裂产生微裂纹导致的疲劳磨损；在500 ℃时磨损机理开始向氧化磨损转变；600 ℃以上磨损机理转变为氧化磨损占主导；700 ℃时为严重氧化磨损，渗层出现疲劳剥落现象。

Inconel 625堆焊管板退火过程中的组织和耐蚀性变化

王顺花1，陈宜1，张建晓2，史伟3

2015, 40(12): 22-27. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.005

摘要 ( 135 )

PDF (879KB) ( 367 )

对Inconel 625堆焊管板试样在690 ℃进行不同时间的退火处理，采用X射线衍射、扫描电子显微、能谱面扫描分析等方法考察退火过程中堆焊管板试样的组织结构和耐蚀性变化。结果表明，不同时间退火的堆焊管板基材12Cr2Mo1R均具有典型的回火粒状贝氏体组织；不同时间退火的堆焊层组织形态均为柱状树枝晶；随着退火时间的增加，堆焊层内在γ-Ni柱状树枝晶的晶界及其附近会不断析出MC型碳化物、Laves相和γˊ相，致使堆焊层腐蚀速率单调增加，耐蚀性随之降低。

液相脉冲放电制备Cr-C涂层的性能

曾招余波，揭晓华，张艳梅，卢国辉

2015, 40(12): 28-33. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.006

摘要 ( 129 )

PDF (880KB) ( 137 )

以铬/石墨半烧结体电极为工具电极，利用液相脉冲放电涂层（EDC）技术，在普通中碳钢表面制备出以Cr₇C₃为主相的耐磨涂层。对涂层的硬度、结合力、摩擦性能进行了检测与分析，并考察了峰值电流、脉冲宽度对涂层性能的影响。结果表明，涂层与基体呈冶金结合，结合力达83.5 N。涂层厚度随峰值电流及脉冲宽度的增加而增加。当峰值电流小于10 A时，涂层硬度逐渐增加，而当脉冲宽度大于8 μs时，涂层硬度逐渐减小。硬度从涂层表面至基体呈逐渐减小的梯度分布，涂层表面硬度最高达1820 HV0.2。与H13热作模具钢相比，在相同的载荷下，涂层的摩擦因数较小，仅为0.12左右，展现出良好的减摩耐磨特性。

第三代高强度汽车钢的性能与应用

魏元生

2015, 40(12): 34-39. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.007

摘要 ( 151 )

PDF (1057KB) ( 172 )

为满足汽车轻量化的需要，高强度钢板在白车身上的应用比例呈增长趋势，第三代高强钢由于具备高强度、高韧性、优良的冷成形性能而深受汽车制造业关注。本文列举了两类三代钢Q&P钢和ART钢的冶金设计原理、基本性能、最新应用研究成果及可行性验证实例，通过与传统的第一代高强钢的性能对比展示了第三代钢的突出性能并预测了未来第三代钢在汽车上的应用趋势。

高速列车锻钢制动盘的组织与性能

王飞，李培署，于钦顺

2015, 40(12): 40-43. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.008

摘要 ( 84 )

PDF (879KB) ( 113 )

对研制的高速列车锻钢制动盘的热处理工艺、金相组织、力学性能、热物理性能和冷热疲劳性能进行了研究分析。结果表明，该锻钢材料基体组织致密，具有较高的强度、伸长率、硬度和冲击吸收能量，热疲劳抗力良好，并且还具有较高的比热容和热扩散系数。1:1制动台架试验表明，制动过程中锻钢制动盘的最高温度没有超过制动盘许用温度，试验结束后制动盘摩擦面没有出现热斑、划伤、热裂纹等不良现象，所研制的锻钢制动盘可以满足高速列车制动使用要求。

含Sc航空7075合金的疲劳裂纹萌生及扩展行为

李向新1, 2，陈律1，邓岚1，陈儒军1

2015, 40(12): 44-48. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.009

摘要 ( 113 )

PDF (878KB) ( 113 )

对不同含量Sc微合金化的7075合金进行了疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展的对比研究，并对其作用机理进行了分析。结果表明，随着Sc含量的增加，合金的疲劳萌生寿命和强度比都呈现先增加而后降低趋势，在Sc含量为0.24%时，疲劳萌生寿命和强度比最大；当应力比为0.1时，在Sc含量为0.24%时合金具有最大的疲劳裂纹扩展阻力，而当应力比为0.5时，在Sc含量为0.48%时合金具有最大的疲劳裂纹扩展阻力，这可能与细小的晶粒尺寸和较多的第二相阻碍裂纹扩展有关。总而言之，在7075合金中加入0.24%Sc具有最佳的疲劳性能和断裂韧性。

冷轧双相钢连续退火加热与均热过程奥氏体化数值分析

邝霜，齐秀美

2015, 40(12): 49-53. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.010

摘要 ( 357 )

PDF (879KB) ( 116 )

基于工业生产连续退火工艺，采用某双相钢700 ℃平衡态的热力学参数为两相区初始状态，对连续加热与均热过程的奥氏体化过程进行了数值分析。结果表明，计算的奥氏体转变动力学曲线与实测值吻合良好。连续退火奥氏体的形成是温度主导而非时间主导的过程。均热结束时C在奥氏体中分布较均匀。Si由奥氏体向铁素体扩散而在相界面铁素体一侧富集且难以均化，然而Mn和Cr由铁素体向奥氏体扩散而在相界面奥氏体一侧富集。短时连续退火过程中，奥氏体相界面的推移是C在奥氏体中扩散控制的过程。

TC11合金大规格棒材异常组织分析

王媛，赵民权，谢力，朱宝明

2015, 40(12): 53-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.011

摘要 ( 107 )

PDF (884KB) ( 96 )

对TC11合金大规格棒材异常组织进行了分析。结果表明，异常组织为片状α和β相组成的编织状组织。与基体组织相比，该区域显微硬度高，微区成分Mo元素含量高、Al元素含量低。该异常组织是由于铸锭微区成分不均匀性在精锻过程中产生局部温升形成的β斑。

不同电化学充氢状态下X70、X80管线钢的断裂特性

原佳强，王莉萍

2015, 40(12): 56-58. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.012

摘要 ( 132 )

PDF (880KB) ( 101 )

X70、X80高级管线钢主要用于油气田管道，如果长期在常温高压（压力最高可达25 MPa）的氢环境中使用，极有可能会出现氢脆现象，进而引发脆性破坏事故。本文通过对X70、X80两种管线钢的静态和动态电化学充氢试验，对两种管线钢在不同充氢状态下的氢含量等进行了分析，并详细讨论了其断口形貌。

深海用厚规格管线钢连续冷却转变

张海，李少坡，丁文华，李家鼎

2015, 40(12): 59-61. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.013

摘要 ( 198 )

PDF (877KB) ( 88 )

利用Gleeble-2000热模拟试验机研究了深海用DNV485管线钢在两阶段轧制变形后的连续冷却转变行为，借助热膨胀法和金相法建立了其连续冷却转变曲线。结果表明，该管线钢在较低的冷速下会得到以铁素体（F）为主含有少量退化珠光体（P′）的高温相变产物，在较高的冷速下得到以粒状贝氏体为主混有少量板条贝氏体的中温相变产物。

Q-P和S-Q-P工艺在中高碳硅锰钢中的应用

要亚坤1,2，乔颂杰1,2，徐向楠1,2，周惠华1,3，朱跃峰1,2

2015, 40(12): 62-66. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.014

摘要 ( 131 )

PDF (877KB) ( 108 )

为探索淬火-分配（Q-P）工艺和分级淬火-分配（S-Q-P）工艺对中高碳钢力学性能的提升作用，对两种中高碳硅锰钢分别进行淬火-回火（Q-T）、Q-P和S-Q-P工艺处理。用拉伸试验机测定抗拉强度和断后伸长率，利用XRD测定残留奥氏体体积分数，用SEM分析微观组织。力学性能试验结果显示，与传统的Q-T和当前流行的Q-P工艺相比，经S-Q-P处理后钢的综合力学性能显著优化。特别是当含硅量较高时，S-Q-P处理后的中高碳硅锰钢强塑性积比Q-T处理后提高3倍以上。微观组织分析表明，S-Q-P处理过程中碳分配过程更加充分，其中的硅元素起到抑制贝氏体竞争反应的作用，因而中高碳硅锰钢经S-Q-P处理后表现出很好的综合力学性能。此外，Q-P工艺对中高碳硅锰钢综合力学性能的改善作用不明显，可能是由于其中发生大量竞争反应，产生贝氏体组织所致。

时效处理对P92钢组织及硬度的影响

赵勇桃1,2，丁叶2，董俊慧1，张韶慧2，梁子潇2

2015, 40(12): 66-70. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.015

摘要 ( 113 )

PDF (878KB) ( 114 )

对经淬火+回火后的P92钢进行650 ℃不同时间时效处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对淬火和不同时间时效处理试样进行组织及析出相观察及分析；采用洛氏硬度计对其进行硬度测试。结果表明，P92钢淬火组织为板条马氏体+残留奥氏体+M₂₃C₆+MC。经不同时间时效处理后的基体组织均为回火托氏体，同时存在有M₃C、MC、M₂₃C₆等碳化物。时效150 h时Laves相开始析出，且随着时效时间延长，析出物尺寸增大，P92钢的硬度不断降低。时效初始硬度约为24 HRC，时效250 h后硬度约为20 HRC。

固溶处理对镁铝合金杂质相及组织和性能的影响

李富斌1，冯中学1，史庆南1，曹洋2

2015, 40(12): 71-77. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.016

摘要 ( 117 )

PDF (880KB) ( 574 )

制备了不同铝含量的镁铝合金并对其进行410 ℃´24 h固溶处理，通过显微组织观察、软件统计分析、力学性能测试、SEM和EDS分析，研究了固溶处理对镁铝合金杂质相及组织和性能的影响。结果表明，镁铝合金经过固溶处理后，晶粒发生了长大；随着铝含量的增加，杂质相数量明显减少，但杂质相所占的面积百分数增加，尺寸也有所增加；镁铝合金经固溶处理后，塑性先增加后减小，合金强度在含铝6%时下降明显，其他不同成分时的变化趋势不明显；铝含量为6%的合金固溶处理后，较大第二相未能完全固溶到镁基体中，会严重降低合金的强塑性。

不同热处理对超精密加工镜面铝表面质量的影响

魏成富1,2，张兵1，唐杰2，郭建军1

2015, 40(12): 78-82. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.017

摘要 ( 100 )

PDF (880KB) ( 115 )

采用扫描电镜，金相显微镜，白光共聚干涉显微镜对不同热处理下镜面铝的表面形貌及表面粗糙度进行分析。结果表明，当不加压只加热时，随着温度的升高和保温时间的延长，镜面铝表面形貌均变化不大，表面粗糙度变化也不大，变化量小于10 nm；当压强为3 MPa时，随着温度的升高，表面形貌变得粗糙，表面粗糙度也逐渐增加，特别是当温度为500 ℃时变化最大，表面粗糙度增加了136.12 nm，压力使铝的表面氧化膜破碎，随着温度的升高，表面形貌及表面粗糙度也随之变化。

控轧控冷过程中X80级管线钢的组织演变

王小江1, 2，孙新军2，李昭东2，杨俊伟2, 3，李员妹1, 2，雍岐龙1, 2

2015, 40(12): 83-88. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.018

摘要 ( 124 )

PDF (875KB) ( 120 )

通过Gleeble3800热模拟机探究X80级管线钢控轧控冷过程中的组织演变规律，利用拉伸试验机、金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对试验钢的力学性能和显微组织进行了研究。结果表明，随着钢的板厚规格减小，准多边形铁素体晶粒尺寸减小，强度升高。450 ℃模拟卷取过程中准多边形铁素体形核可进一步发生长大。富碳贝氏体组织主要是在450 ℃模拟卷取过程中由碳化物析出和相变所得的板条贝氏体组织组成，钢中形成的富碳贝氏体组织构成了带状组织。

深冷处理对W6Mo5Cr4V2高速钢残余应力的影响

吕雁文，闫献国，韩晓君，刘冈超，智红英

2015, 40(12): 89-92. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.019

摘要 ( 99 )

PDF (877KB) ( 123 )

测试了W6Mo5Cr4V2高速钢试件不同工艺热处理后的残余应力，研究了深冷处理对残余应力的影响。结果表明，深冷处理后的高速钢试样表面残余应力由拉应力变为压应力，有利于提高工件使用寿命。随着深冷时间、冷却速度的增加和深冷温度的降低，残余应力会分别呈现出逐渐减小、先增加后减小和减小的趋势。在深冷因素中，保温时间对高速钢试件表面残余应力的影响最大，然后依次是冷却速度和深冷温度。

高强Al-Zn-Mg系7075合金热处理工艺研究

秦国帅1，杨汉嵩2，何春霞2

2015, 40(12): 92-96. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.020

摘要 ( 168 )

PDF (878KB) ( 598 )

采用力学性能测试、金相显微分析等方法，研究了热处理工艺条件变化对Al-Zn-Mg系合金组织和性能的影响，探索提高Al-Zn-Mg系合金综合力学性能的最佳热处理工艺参数。利用正交试验方法设计了热处理工艺方案。结果表明，Al-Zn-Mg系7075合金的最佳热处理工艺制度为470 ℃×1 h固溶+130 ℃×24 h预时效+40%热变形+120 ℃×16 h终时效。经该工艺处理后，7075合金晶粒均匀细化，再结晶程度较高，且可见明显的析出相。强度达到683 MPa，硬度达到87.2 HRB，伸长率达到16.8%。

多阶段热处理对GH738合金组织和室温硬度的影响

王珏1,2，尚晓娟1

2015, 40(12): 97-102. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.021

摘要 ( 102 )

PDF (883KB) ( 91 )

研究了GH738合金在固溶+稳定化+时效处理的多阶段热处理过程中组织演化规律和相应的室温硬度变化，构建了该合金组织演化的定性模型。结果表明，固溶温度高于γ’相回溶温度时，合金最终组织为连续晶界碳化物和尺寸均匀的γ’相；当固溶温度低于γ’相回溶温度时，在低稳定化温度下晶界碳化物成断续、颗粒状，晶内存在大、小两种尺寸的γ’相。稳定化处理制度为850 ℃×100 min时，合金可以获得最大的室温硬度。

高能球磨制备Fe-Cu纳米晶过饱和固溶体

吴志方，周帆

2015, 40(12): 103-106. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.022

摘要 ( 128 )

PDF (879KB) ( 104 )

对Fe-20at%Cu合金粉末进行了高能球磨，并利用XRD对Fe-Cu二元合金粉末在球磨过程中的物相变化进行了分析。结果表明，球磨30 h后形成了Fe(Cu)纳米晶过饱和固溶体。热力学计算分析指出，Fe-Cu二元系不具有形成过饱和固溶体的热力学驱动力。高能球磨在Fe-Cu二元互不溶体系中扩展固溶度的驱动力是动力学驱动。在随后的退火过程中，纳米晶过饱和固溶体发生分解。

等温处理对辙叉用新型贝氏体钢接触疲劳性能的影响

张仁进，栾道成，田翰林，熊师兵，孙卫鹏

2015, 40(12): 106-109. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.023

摘要 ( 109 )

PDF (883KB) ( 104 )

研究不同等温处理工艺对电渣重熔冶炼得到的辙叉用新型贝氏体钢滚动接触疲劳性能的影响。结果表明，经等温处理后，试样接触疲劳性能有不同程度的提高，且随着等温温度的降低，接触疲劳性能呈现出先增大后减小的趋势；在400 ℃下等温时，试样的滚动接触疲劳性能最好。通过对失效断口形貌分析，发现辙叉用新型贝氏体钢主要失效形式为麻点剥落和浅层剥落，且同一试样可能同时出现两种剥落形式。

热处理工艺对2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝组织和力学性能的影响

宋立平1，孙荣禄2，谷文3，李秀杰3

2015, 40(12): 110-113. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.024

摘要 ( 117 )

PDF (876KB) ( 115 )

采用光学金相显微镜、扫描电镜观察，测试力学性能，研究不同焊后热处理对2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝力学性能、夏比冲击吸收能量和显微组织的影响。结果表明，回火参数增加，焊缝力学性能提高。焊态硬度最高，冲击吸收能量最小，组织主要为板条贝氏体，贝氏体粗大且板条平行；最小焊后热处理后硬度下降，冲击吸收能量提高，组织为板条贝氏体和粒状贝氏体；最大焊后热处理后焊缝硬度和母材近似相同，冲击吸收能量均在153 J以上，板条贝氏体细化，粒状贝氏体增加，焊缝的力学性能相对最好。

热挤压对AM50镁合金组织及力学性能的影响

杨淼1,2，刘耀辉2，张志义1，孙蓓1

2015, 40(12): 114-116. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.025

摘要 ( 144 )

研究了热挤压加工对铸造AM50镁合金组织及力学性能的影响。结果表明，热挤压加工后，AM50镁合金出现沿挤压方向的条带状组织，由于发生了动态再结晶，合金的晶粒细化，从而提高了拉伸性能；断裂机制为塑性和韧性混合断裂模式。

淬火冷却速度和回火参数对核压力容器SA508-3钢强韧性的影响

方才顺1，王小彬1，何西扣2，刘正东2

2015, 40(12): 117-122. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.026

摘要 ( 148 )

PDF (885KB) ( 576 )

利用自行研制的模拟热处理炉研究了淬火冷却速度和回火参数对核压力容器用SA508-3钢强韧性的影响。结果表明，SA508-3钢对淬火冷速敏感，随着冷速增加，强韧性显著提高。回火参数对SA508-3钢的强韧性也有明显影响，随着回火参数的增加，强度下降，冲击性能呈峰值曲线变化。综合分析认为，采取加速冷却，回火参数控制在19.08~19.50范围内，SA508-3钢可获得高的强韧性。

5Cr2NiMoVSi钢摩擦环的真空热处理

王红伟，顾敏，赵少甫，曹智文，许坤铭

2015, 40(12): 122-124. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.027

摘要 ( 115 )

PDF (941KB) ( 99 )

观察和测试了5Cr2NiMoVSi钢摩擦环试样真空淬火和两次回火后的组织和硬度。结果表明，5Cr2NiMoVSi钢试样经真空热处理后，组织为回火马氏体+回火下贝氏体+少量残留奥氏体+共晶碳化物；显微组织较均匀，硬度52~54 HRC，满足技术要求。

自力型触指用高强高导铜合金带材制备工艺研究

李红霞1,2,3，张彦敏1,2,3，宋克兴1,2,3，田保红1,2,3

2015, 40(12): 125-128. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.028

摘要 ( 105 )

PDF (878KB) ( 104 )

以自力型触指用高强高导Cu-Cr合金带材为研究对象，尝试开发一种满足高压开关自力型触指服役条件的Cu-Cr合金制备加工技术。结果表明，基于中小批量生产条件的自力型触指用Cu-Cr合金带材，获得最佳组织、性能的制备工艺为：铸坯热变形—固溶处理—二次热变形—冷变形—时效处理。以该工艺生产加工的Cu-Cr合金，硬度可达130.5 HBW，电导率可达90.5%IACS。

渗碳方式对18CrNi4A钢齿轮渗层的影响

孙振淋1，张茜2,辛玉武1，金玉亮1

2015, 40(12): 128-131. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.029

摘要 ( 133 )

PDF (878KB) ( 116 )

对18CrNi4A钢齿轮试件分别采取可控气氛和低压真空两种方式进行渗碳，研究了渗碳方式对齿轮渗碳层组织的影响。结果表明，在齿高中部有效硬化层深度相近的情况下，与可控气氛渗碳相比，低压真空渗碳处理的齿根圆角处有效硬化层深度显著增加。采取低压真空渗碳处理的齿轮，渗层中碳化物呈细小、弥散分布，而传统可控气氛渗碳处理的齿轮碳化物较粗大。

在辊底炉与箱式炉中处理的大规格高强韧AISI4145H调质钢质量对比

冀鸰，刘学文，蔡丰伟，李芸

2015, 40(12): 132-134. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.030

摘要 ( 133 )

PDF (891KB) ( 111 )

采用辊底式连续炉与箱式炉两种方式分别生产了φ240 mm规格的AISI4145H调质棒材，并分析了其力学性能和显微组织。结果表明，辊底炉生产的AISI4145H调质棒材综合力学性能良好，满足标准要求，晶粒度为8级，均优于传统箱式炉。

退火方式对N36锆合金包壳管性能的影响

潘钱付，蒋明忠，戴训，王贯春，黄照华，赵文金

2015, 40(12): 135-138. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.031

摘要 ( 114 )

PDF (885KB) ( 84 )

研究了退火方式对N36锆合金包壳管再结晶程度、力学性能、收缩系数(CSR)、椭圆度以及腐蚀性能的影响。结果表明，在同一退火制度下，采用套管与不采用套管退火相比，管材再结晶程度、强度、CSR性能及短期腐蚀性能没有明显差异，伸长率有所下降；采用套管退火的管材椭圆度没有明显变化，而未采用套管进行退火的管材椭圆度增加明显。

大型锻件的清洁热处理与节能

金嘉瑜1，郑建波2，赵席春1

2015, 40(12): 139-142. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.032

摘要 ( 97 )

PDF (873KB) ( 99 )

结合大型锻件热处理的特点、工艺形式和设备状况，从大型锻件热处理设备加热系统改造与创新、热处理淬火方式改进、计算机模拟技术及冶炼、锻造工艺对热处理的影响方面，阐述如何改变大型锻件高耗能、高污染现状。

20Cr2Ni4A齿轮钢高温渗碳工艺研究

赵文军，刘国强，王金栋，蔡红，曹明宇

2015, 40(12): 142-145. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.033

摘要 ( 109 )

PDF (877KB) ( 143 )

对20Cr2Ni4A齿轮钢的高温渗碳工艺进行了研究，并对其显微组织、硬度梯度、晶粒度等指标进行了测试。结果表明，20Cr2Ni4A齿轮钢在高温渗碳后油淬及高温回火后的显微组织为回火马氏体加少量残留奥氏体，并在渗层表面弥散分布有碳化物颗粒，渗层表面硬度达58~62 HRC。高温渗碳后奥氏体晶粒度可达到8级，显著提高了渗碳效率。

沉淀硬化不锈钢表面低温等离子渗碳层组织结构和性能

刘瑞良1, 2，王帅1，闫牧夫2，乔英杰1

2015, 40(12): 146-150. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.034

摘要 ( 99 )

PDF (882KB) ( 100 )

本研究对15-5PH和17-4PH沉淀硬化不锈钢进行了460 ℃等离子体渗碳处理。利用金相观察、X射线衍射分析对渗碳层组织和相结构进行表征，采用显微硬度计测量渗碳层的硬度，通过极化曲线研究渗碳层在3.5 wt% NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明，经等离子渗碳后，15-5PH和17-4PH不锈钢表面均形成了“双层”组织，渗层主要由含碳“膨胀”马氏体α′_C和少量Fe₃C相组成，渗碳后不锈钢硬度均显著提高。在本试验条件下，渗碳后不锈钢试样的耐蚀性均略有下降，其中15-5PH和17-4PH不锈钢，随着渗碳时间增加，耐蚀性均没有明显变化，而随着渗层深度的增加，15-5PH不锈钢表面渗碳层的耐蚀性逐渐变差；而17-4PH不锈钢表面渗碳层的耐蚀性先增加后降低。

LD冷作模具钢激光表面熔凝研究

张亚龙，徐新成，赵旺初，杨向东

2015, 40(12): 151-156. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.035

摘要 ( 101 )

PDF (883KB) ( 78 )

研究了冷作模具LD钢经不同工艺参数激光熔凝处理后的显微组织及性能。结果表明，激光功率P=3500 W，扫描速度v=20 mm/s，光斑直径d=5 mm时，处理效果较为理想。由表及里依次为熔凝层、淬火层、热影响层和基体。熔凝层又依次分为表层等轴晶区，柱状晶区和等轴晶+胞状晶区。等轴晶区和柱状晶区原有的带状、块状碳化物全部溶解，胞状晶区原有的碳化物基本保持原状，新晶粒明显细化并均匀分布。硬化层总深度可达1.0 mm；平均硬度可提高15%左右，耐磨性和耐腐蚀性显著提高。如果能量密度过大，在熔凝层容易产生微裂纹甚至宏观裂纹，破坏材料性能。

SDC99钢TD法盐浴渗钒层结合力及摩擦磨损性能

何华，杨浩鹏，濮胜君，吴晓春

2015, 40(12): 156-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.036

摘要 ( 122 )

PDF (891KB) ( 82 )

使用优化工艺对冷作模具钢SDC99进行TD法盐浴渗钒，获得了厚度约13 μm的VC渗层，并对其截面形貌、物相、结合力、显微硬度梯度和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明，渗后截面由表及里为渗钒层、过渡层、基体；渗钒层主要由VC相组成，同时还有一些VC_x(x=0.65~0.90) 相；渗层到基体的硬度呈下降趋势；渗层与基体结合强度约为72 N；经过TD处理的试样比未经处理的试样磨损体积减少70%，VC渗层的磨损机理为试样表面初期产生犁沟，随磨损试验的进行逐渐产生微裂纹并不断扩展，最终导致渗层呈薄片状剥落，表现为疲劳磨损的特征。

航天发动机用铌钨合金表面涂层堆积

赵刚1，周小军1,2，田进鹏1，岳坤1，董凯1，张静2

2015, 40(12): 161-165. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.037

摘要 ( 93 )

PDF (882KB) ( 113 )

通过观察硅化物涂层表面、断面微观形貌和EDS分析，分析了航天发动机用铌钨合金高温抗氧化涂层表面堆积的形成机理及其对涂层性能的影响。研究发现料浆熔烧法制备的涂层有点堆积和线堆积两种，点堆积是由于涂层碎屑污染料浆产生，并不改变涂层的结构和成分，对涂层整体性能影响不大；在熔烧过程中由于涂层脱落会形成线堆积，引起涂层厚度波动，且伴生有漏涂现象，使涂层性能急剧下降，漏涂处迅速损坏。

脉冲爆炸-等离子体处理M42高速钢的表面改性研究

廖先金，陆磊，付青峰，周喆，余玖明，邹晋，张林伟，陆德平

2015, 40(12): 166-170. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.038

摘要 ( 97 )

PDF (885KB) ( 84 )

为了提高M42高速钢的表面硬度和耐磨性，利用脉冲爆炸-等离子体（PDP）对该钢进行表面改性。通过SEM、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机研究了脉冲处理前后表面形貌、元素成分、表面硬度和耐磨损性的变化。结果表明，表层马氏体α-Fe向奥氏体γ-Fe转变，少量碳化物FeW₃C溶解于γ-Fe中，表层出现残余压应力且晶粒细化，沉积在表面的“雨滴”状熔滴由W和O等元素组成。经两次脉冲处理后，硬化层最厚，耐磨性较好。

等离子喷涂制备镍基Al₂O₃-TiB₂金属陶瓷涂层

徐峰，周小平，方锳泽

2015, 40(12): 170-173. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.039

摘要 ( 124 )

PDF (881KB) ( 125 )

利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了机械合金化对Ni、Al、TiO₂、B₂O₃混合粉末组织的影响。采用等离子喷涂在铝合金基体表面制备了Al₂O₃-TiB₂金属陶瓷涂层，并对涂层进行了显微硬度的测试。结果表明，30%Ni-(Al-TiO₂-B₂O₃)粉末球磨20 h后作为喷涂原料效果最好；在铝合金基体表面成功制备了Al₂O₃-TiB₂金属陶瓷涂层，涂层显微硬度高于铝合金，达到了1400 HV0.1。

基于声发射技术的金属马氏体相变检测方法

吴艾静，严伟，杨振生

2015, 40(12): 174-177. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.040

摘要 ( 97 )

PDF (883KB) ( 91 )

提出了一种基于声发射技术的金属材料马氏体相变检测方法，采用时域和频域分析法对激光表面淬火工艺中产生的声发射信号展开分析，提取了声发射信号的平均值与RMS值（均方根值）并进行快速傅里叶变换。结果表明，当发生马氏体相变时，声发射信号能量的平均值与RMS值均出现显著增加；声发射信号的FFT变换在100~300 kHz的频率范围内幅值成分强度显著增加，频谱“重心”后移，可见激光表面淬火工艺中的马氏体相变特征能够成功地从声发射信号中提取出来。

9Ni钢断裂过程中裂纹的扩展行为

杨跃辉

2015, 40(12): 177-180. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.041

摘要 ( 135 )

PDF (878KB) ( 105 )

采用SEM和TEM对9Ni钢断裂过程中裂纹的扩展行为进行了研究，讨论了逆转变奥氏体在断裂过程中的作用。SEM观察结果表明，基体的塑性对裂纹尖端形状有重要影响，基体塑性较差时裂纹前端尖锐，加剧了应力集中，基体塑性较高时裂纹前端呈“钝角”，使应力集中松弛。TEM观察显示，9Ni钢裂纹的扩展有两种形式：一种是在带状薄区中呈“Z”形扩展，另一种是遇到逆转变奥氏体后偏离原来的扩展方向。研究结果也显示在两种条件下获得的逆转变奥氏体，经变形后又发生相变。这表明稳定性高的逆转变奥氏体能够在变形过程中保留下来，阻碍裂纹扩展促使9Ni钢低温韧性提高，而稳定性较低的逆转变奥氏体则在变形过程中很快发生相变。

12Cr1MoVG钢再热器管焊接接头断裂原因分析

刘倩倩，句光宇，王志武

2015, 40(12): 181-184. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.042

摘要 ( 117 )

PDF (1007KB) ( 127 )

某12Cr1MoVG钢低温再热器管出口焊接接头运行7000 h后发生断裂，对其形貌、组织及硬度进行了分析。结果表明，焊接接头开裂出现在熔合区，沿晶界有微裂纹，断口呈冰糖状脆性沿晶断裂特征；同时，焊缝硬度偏高，易形成局部应力集中。结合裂纹产生的原因及特征，确定该焊接接头裂纹为再热裂纹。

34CrNiMo6钢风电内齿圈调质热处理畸变分析与工艺改进

顾晓明1，李康康1，刘俊伟2，丁盛1，马良1

2015, 40(12): 185-189. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.043

摘要 ( 124 )

PDF (876KB) ( 570 )

34CrNiMo6钢风电内齿圈的调质热处理畸变较难以控制，对内齿圈的后期精加工和提高其使用寿命造成不利影响。本文分析了影响内齿圈调质热处理畸变的主要因素，提出了在保证内齿圈力学性能的同时减小其热处理畸变的工艺改进措施。结果表明，天然气加热炉以及长方形淬火槽不适用于34CrNiMo6钢调质内齿圈的制造。采用井式加热电炉以及圆形淬火槽，并提高淬火介质浓度，可减小34CrNiMo6钢内齿圈的热处理畸变，从而提高内齿圈的承载能力与使用寿命。

超临界电站锅炉高温过热器爆管失效分析

车畅，窦文宇，陈新中

2015, 40(12): 189-193. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.044

摘要 ( 117 )

PDF (883KB) ( 108 )

对某超临界电站锅炉高温过热器爆管的失效机理进行分析，研究了某12х18Н12Т奥氏体不锈钢锅炉管的服役特性，探讨了此锅炉管爆管失效机理。结果表明，随服役时间的延长，该奥氏体不锈钢中σ相大量析出，析出相在晶界上呈连续链状分布，σ相硬而脆，弱化了晶界，进而造成微观损伤，最终导致爆管。

发动机曲轴失效分析

王凡，闫世春，孙远东，刘素芬，温铁丽，黎鑫，于宏

2015, 40(12): 194-197. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.045

摘要 ( 148 )

PDF (969KB) ( 149 )

某型号汽车发动机曲轴使用很短时间便发生断裂事故。借助光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对该汽车用发动机曲轴的材质、裂纹形态及扩展方式及断口表面进行分析。结果表明，该汽车用发动机曲轴加工时在应力集中程度最大的地方有规则的加工刀痕是该曲轴疲劳断裂的主要原因。

45钢半轴套管锻件端面撕裂原因分析

金林奎1，周建忠2，袁裕光3，赵建国1

2015, 40(12): 197-200. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.046

摘要 ( 137 )

PDF (879KB) ( 83 )

对45钢半轴套管锻件开裂原因进行了分析。结果表明，失效锻件开裂原因是由于棒料的加热温度过高，造成材料组织严重过热，甚至出现过烧特征的晶间熔洞组织。组织中晶间结合力急剧降低，锻造应力已经大于此时材料的抗破断强度，因而造成沿晶开裂的热裂纹，裂纹继续向端面扩展撕裂。由于锻造工艺不当，锻件端面外边缘形成尖角，该处的冷却速度加大，裂纹的撕裂断口由沿晶转变为穿晶，而且随着温度的降低，氧化脱碳也逐渐减弱。

50CrVA钢板簧淬火开裂原因分析

张丽伟，刘素芬，王凡，任香玉，张志伟，温铁丽，赵豫东

2015, 40(12): 201-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.047

摘要 ( 125 )

PDF (974KB) ( 383 )

一种汽车板簧以热轧态的50CrVA弹簧钢为原料，经锻造(1030±20) ℃×(30~40 min)→ 900 ℃加热预处理→(860±20) ℃淬火→485 ℃回火热处理后，产生淬火裂纹，对其产生原因进行了分析。结果表明，50CrVA钢热处理后组织中出现混晶、带状偏析等缺陷是淬火裂纹产生的主要原因；900 ℃预处理保温40 min有利于减少缺陷，避免产生淬火裂纹。

齿轮泵主动齿轮轴裂纹原因分析

马卫东，赵铁

2015, 40(12): 204-205. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.048

摘要 ( 117 )

PDF (965KB) ( 347 )

GB/T 30824—2014《燃气热处理炉温度均匀性测试方法》标准解读与应用

石月娥1，聂英兰1，李俏2，向建华3，彭彬2，李胜军1，高塑恒1

2015, 40(12): 206-211. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.12.049

摘要 ( 157 )

PDF (877KB) ( 158 )

本文介绍了GB/T 30824—2014《燃气热处理炉温度均匀性测试方法》国家标准的研制思路及主要实施应用要点，指出其与GB/T 9452、AMS-2750测温标准的差异，通过现场测试对标准实施应用效果进行了分析，为燃气热处理炉测试提供了实施指南，有利于GB/T 30824—2014标准的推广应用。

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