金属热处理

王玉岱, 刘洋, 朱言言, 田象军, 程序, 冉先喆, 钱婷婷

2022, 47(4): 1-9. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.001

摘要 ( 148 )

PDF (654KB) ( 76 )

研究了不同热处理工艺下复合制造AerMet100超高强度钢试样的组织均匀性,测试了其室温拉伸性能,并分析了其断裂机制。结果表明,沉积态复合制造AerMet100钢的显微组织很不均匀,包括激光沉积区、锻件区以及锻件热影响区;经正火+高温回火+最终热处理后,激光沉积区的晶粒由柱状晶转变为等轴晶,激光沉积区、锻件区以及锻件热影响区的显微组织基本一致,均为回火马氏体,但激光沉积区的枝晶元素偏析仍然存在;增加1200 ℃均匀化处理后,激光沉积区的元素偏析基本消除,复合制造AerMet100钢试样的显微组织变得非常均匀,室温拉伸性能最优,且与锻件区试样相当,拉伸试样断在了激光沉积区一侧,微观断裂机制为韧性断裂。

固溶时效处理对Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金显微组织和耐蚀性能的影响

张子延, 陈君, 陈晓亚, 李全安, 刘建鑫

2022, 47(4): 10-16. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.002

摘要 ( 93 )

PDF (577KB) ( 65 )

利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜等方法研究了固溶时效处理前后Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金(质量分数,%)的显微组织、物相组成和腐蚀形貌,并在质量分数为3.5%的NaCl溶液中进行了静态失重和电化学测试。结果表明,铸态Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金由α-Mg基体和沿晶界分布的粗大网状共晶相Mg₄₁Sm₅和Mg₅Gd组成,固溶时效处理并没有改变共晶相的种类,但网状共晶组织消失,并且晶内有大量细小弥散的第二相析出,晶界更加清晰。试验合金采用525 ℃×8 h固溶+225 ℃×8 h时效处理后,腐蚀速率从0.185 mg·cm^-2·h^-1降低至到0.116 mg·cm^-2·h^-1,自腐蚀电流密度从1.599×10^-4A·cm^-2降低到0.924×10^-4 A·cm^-2,耐蚀性能明显提高。

添加Al、Cu对40CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响

梁恩溥, 徐乐, 杨勇, 王毛球

2022, 47(4): 17-23. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.003

摘要 ( 88 )

PDF (574KB) ( 40 )

利用OM、SEM、TEM以及力学性能测试等表征手段研究了添加Al、Cu的40CrNi3MoV钢在900 ℃油冷淬火及450~650 ℃回火后的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明,试验钢经淬火+回火后的显微组织主要为回火索氏体,同时析出了纳米级NiAl-Cu析出相,最佳回火温度区间为500~550 ℃。由于基体中析出纳米尺度B2结构的NiAl析出相,对添加Al的试验钢中微裂纹的扩展有较强的阻碍作用, 500~550 ℃回火时抗拉强度最高增幅达200 MPa;进一步添加Cu后,富Cu相和位错的相互作用使得试验钢的屈服强度提高了150 MPa。500 ℃回火时抗拉强度为1706 MPa,屈服强度为1505 MPa,试验钢的拉伸和冲击断口呈现出典型的解理断裂特征,有明显的撕裂棱。

含Al中锰TRIP钢原始组织对临界退火后组织与力学性能的影响

祁晓亮, 李岩, 定巍, 赵增武

2022, 47(4): 24-29. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.004

摘要 ( 88 )

PDF (573KB) ( 29 )

利用Factsage软件、SEM、XRD等研究了不同原始组织的0.2C-5.0Mn-0.5Si-1.0Al中锰TRIP钢经临界区退火处理后的显微组织与力学性能。结果表明,经热力学计算、设计的不同预处理工艺处理后试验钢的组织分别为:铁素体+块状残留奥氏体(700 ℃预处理10 min)、铁素体+马氏体+少量残留奥氏体 (800 ℃预处理5 min) 和马氏体+少量碳化物 (900 ℃预处理5 min)。不同预处理工艺处理后试样能获得不同形貌的残留奥氏体,700 ℃预处理+临界退火试样得到块状残留奥氏体,其他两种工艺下为膜状残留奥氏体。800 ℃预处理+临界退火试样拥有最佳力学性能,屈服强度为840 MPa,抗拉强度为1121.5 MPa,伸长率为33.25%,强塑积达到37.29 GPa·%。残留奥氏体形貌对中锰钢的加工硬化性能有显著影响,700 ℃预处理+临界退火试样的块状残留奥氏体稳定性较差,表现出高的加工硬化率,但持续区间较短;而800 ℃预处理+临界退火试样的膜状残留奥氏体稳定性更好,试样呈现较高的加工硬化率且持续区间较长。

化学成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

陈保安, 张静媛, 祝志祥, 韩钰, 潘学东, 张磊, 陈素红

2022, 47(4): 30-38. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.005

摘要 ( 78 )

PDF (577KB) ( 46 )

通过电子拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜等研究了5种不同合金成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响。结果发现,5种 Al-Mg-Si合金微观组织、力学性能以及导电性能都强烈依赖于合金中Mg和Si含量。随着Mg、Si含量的增加,合金的抗拉强度增加,同时导电率呈现下降的趋势。Al-0.7Mg-0.5Si和Al-0.6Mg-0.6Si相比,虽然两种合金的Mg、Si原子总量相当,但是由于Mg/Si比不同,导致二者微观组织明显不同,性能存在明显的差异。Ce微合金化使Al-0.7Mg-0.6Si-0.2Ce合金的力学性能和电学性能获得良好的匹配,175 ℃时效4 h的抗拉强度达到325 MPa,同时导电率达到56.2%IACS。

固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响

王英虎, 郑淮北, 刘庭耀, 宋令玺, 白青青

2022, 47(4): 39-45. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.006

摘要 ( 95 )

PDF (581KB) ( 28 )

利用FactSage软件中的FSstel数据库对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的相图进行计算,分析了氮元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响,得到了53Cr21Mn9Ni4N耐热钢平衡凝固及冷却相变路径图,并用OM、SEM、XRD、EDS等对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶3、10、20、40和60 min后的显微组织及碳化物演变规律进行了研究。结果表明,53Cr21Mn9Ni4N耐热钢由1600 ℃平衡冷却至300 ℃的过程中完整的平衡相变路径为:液相+气体→液相→液相+δ铁素体→液相+δ铁素体+奥氏体→液相+奥氏体→奥氏体→奥氏体+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体+σ相。M₂₃C₆的析出温度随着氮含量的增加而降低,M₂(C,N)的析出物温度随着氮含量的增加而升高,M₂₃C₆会因M₂(C,N)的析出受到抑制。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的铸态组织非常不均匀,奥氏体呈树枝晶状生长,枝晶间析出大量层片状碳化物。随着固溶时间的增加,分布在枝晶间的层片状碳化物逐渐变成块状及短棒状,碳化物的数量逐渐减少,粗壮的树枝晶也逐渐变得细小。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶后的组织及碳化物均得到明显改善。

固溶处理对GH4080A高温合金微观组织的影响

连轶博, 杨春雷, 王国栋, 宋威

2022, 47(4): 46-52. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.007

摘要 ( 89 )

PDF (579KB) ( 37 )

利用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了不同固溶处理工艺对GH4080A高温合金微观组织的影响。结果表明,初始热轧棒材在轧制过程中动态再结晶不充分,残留有未再结晶的晶粒,晶粒内部有较多的小角度晶界。当固溶温度为1020 ℃时,主要以再结晶的形核为主,随着固溶温度的升高,再结晶形核基本结束,开始进入晶粒长大阶段。再结晶过程伴随着小角度取向差向大角度取向差的转变,且再结晶过程中发现了薄片状的{111}孪晶组织以及大量的Σ3晶界。

时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响

陈东俊, 李广阳, 刘刚

2022, 47(4): 53-56. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.008

摘要 ( 72 )

PDF (577KB) ( 39 )

通过拉伸试验、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了T5时效处理(160 ℃×6 h)后AlSi9Cu3高压铸造(HPDC)铝合金的显微组织、力学性能和拉伸断口形貌。结果表明,AlSi9Cu3高压铸造铝合金试样经过时效处理后,显微组织主要为等轴晶状的初生α-Al、共晶Si相以及析出θ-Al₂Cu相和α-Fe相。析出的平衡相θ-Al₂Cu弥散分布在晶界上,提高了AlSi9Cu3压铸铝合金的强度和硬度。时效处理后,AlSi9Cu3压铸铝合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别为375 MPa、258 MPa、4.0%和94 HBW。同时在AlSi9Cu3压铸铝合金的拉伸断口观察到了准解理和少量沿晶断裂特征。

合金元素在fcc-Fe/NbX(X=C,N)界面的偏析及影响

杨静, 董楠, 姜周华, 韩培德

2022, 47(4): 57-62. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.009

摘要 ( 57 )

PDF (575KB) ( 28 )

基于密度泛函理论(DFT)第一性原理方法,研究了Si、Ni、Mn、Cr、Mo在fcc-Fe/NbX (X=C, N)界面的偏析行为,并分析了合金元素偏析对界面体系的影响。结果表明,fcc-Fe/NbN界面结合强度相较于fcc-Fe/NbC界面结合强度略有提升;Si稳定存在于Fe基体中,Ni、Mn在界面有轻微偏析倾向,Cr、Mo在界面和NbX (X=C,N)内均存在偏析,其中,Mo向界面偏析倾向更大;Cr、Mo偏析在fcc-Fe/NbC界面一定程度上降低了界面的结合能力,但体系稳定性有所提升,Cr、Mo偏析在fcc-Fe/NbN界面一定程度上提高了界面的结合能力,但Mo使得体系稳定性下降。

低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能

陈连生, 张露友, 田亚强, 杨子旋, 李红斌, 潘红波, 魏英立

2022, 47(4): 63-68. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.010

摘要 ( 92 )

PDF (573KB) ( 26 )

采用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜和扫描电镜等研究了低碳高强舰船用钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)及热轧后终冷温度对组织性能的影响。结果表明,试验钢连续冷却转变只发生了铁素体、贝氏体相变。试验钢轧后快速冷却至不同终冷温度立即空冷工艺下,室温组织主要为贝氏体和多边形铁素体,且随着终冷温度降低,贝氏体的含量增多。与直接空冷至室温相比,随着终冷温度提高,试样的强度呈先降低后增加趋势,然而,终冷温度提高到650 ℃时,试样强度却降低。终冷温度为600 ℃时,屈服强度和抗拉强度最高,分别为644.28 MPa和为679.71 MPa,－20 ℃的冲击吸收能量最优,为112 J。

40CrNiMo钢高温拉伸变形行为和组织演变规律

贾昌远, 霍元明, 何涛, 霍存龙, 刘克然

2022, 47(4): 69-74. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.011

摘要 ( 83 )

PDF (574KB) ( 30 )

采用光滑和缺口拉伸试样进行不同温度(950、1050和1150 ℃)和不同应变速率(0.5、1.0和5.0 s^-1)的高温拉伸试验,研究了40CrNiMo钢在高温拉伸时的力学性能变化、微观组织演变以及塑性损伤形成机理,分析了不同应力三轴度对高温塑性损伤的影响。结果表明,提高变形温度或降低应变速率会降低峰值应力;应变速率从0.5 s^-1增大至5 s^-1,晶粒大小不均匀程度增加,材料更容易产生塑性损伤;变形温度从950 ℃提高到1150 ℃,晶粒尺寸增大近3倍;损伤经历形核、长大并形成微裂纹3个步骤,应力三轴度与缺口半径成负相关关系,应力三轴度的增大会加剧塑性损伤的发生,使得拉伸试件的断裂应变值降低。在车轴实际轧制过程中,在保证一定生产效率的前提下,可以通过尽可能减小楔横轧模具的成形角,并适当增大展宽角的方法,来降低材料塑性变形时内部各处的动态应力三轴度值,降低损伤发生的概率。

工业纯钛TA1的双道次热压缩变形及软化行为

王庆娟, 田云飞, 高贝特, 史佳敏, 吴欢, 蔡军

2022, 47(4): 75-79. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.012

摘要 ( 64 )

PDF (577KB) ( 23 )

在Gleeble-3500热模拟试验机上对工业纯钛TA1进行单、双道次等温热压缩试验,变形温度为650~850 ℃,道次间隙时间为1~60 s,变形速率为10 s^-1,研究了工业纯钛TA1单、双道次热压缩过程中静态软化和动态软化行为。利用光学显微镜对变形后的微观组织进行观察,研究了工业纯钛TA1在不同变形条件下的微观组织演变。结果表明,工业纯钛TA1在单、双道次热压缩变形过程中表现出明显的硬化和软化行为,峰值应力前表现为加工硬化,峰值应力后表现为加工软化,最终达到动态软化和加工硬化的动态平衡。在道次间隙时间内发生静态软化,静态软化程度随着道次间隙时间的增加和温度的升高而增大。随着道次间隙时间的延长和温度的升高,道次间再结晶更加充分,第二道次变形后晶粒尺寸增加更明显,当发生完全再结晶时,软化程度达到最大。在热压缩变形期间,发生动态软化,650 ℃和750 ℃时以动态再结晶为主,850 ℃时以动态回复为主。

奥氏体化温度对贝氏体钢等温转变及力学性能的影响

王云龙, 余伟, 张昳, 史佳新, 李明辉

2022, 47(4): 80-85. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.013

摘要 ( 84 )

PDF (638KB) ( 28 )

采用热膨胀仪和热模拟试验机在880~1050 ℃奥氏体化后进行300 ℃等温转变试验,研究了不同奥氏体化温度对中碳贝氏体钢等温相变动力学以及组织形貌、力学性能的影响。结果表明,奥氏体化温度升高导致晶粒尺寸增加,Ms点下降,贝氏体等温相变的孕育期延长;降低奥氏体化温度,可明显缩短贝氏体转变速率峰值出现的时间,说明较低的奥氏体化温度有利于加速贝氏体的转变。在本试验温度范围内,880 ℃奥氏体化处理试样的综合力学性能优异,抗拉强度为1671 MPa, 伸长率为13.3%。

Mg含量对2A14铝合金组织和力学性能的影响

陈思君, 陈送义, 陈庚, 袁丁玲, 陈康华

2022, 47(4): 86-92. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.014

摘要 ( 74 )

PDF (578KB) ( 34 )

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计、拉伸和冲击试验机等测试设备研究了不同Mg含量对2A14铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Mg含量的增加,时效态合金基体中剩余结晶相明显增多,强度先增加后降低,而强度最高时冲击性能略有降低。Mg含量的增加会促进Cu-Mg团簇的形成,为后续θ′和Q′相提供形核位点,使其数量显著增加,强度随之提高,但过多的Mg会使基体中剩余结晶相(Al₂Cu、AlCuMgSi、AlSiMnFe等)显著增加,造成应力集中,降低冲击性能和拉伸性能。

Mn元素对热冲压钢镀锌层组织演变的影响

刘丽艳, 毕文珍, 韦习成

2022, 47(4): 93-99. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.015

摘要 ( 76 )

PDF (578KB) ( 38 )

采用SEM和XRD对加热温度800 ℃、不同保温时间下镀锌热冲压成形钢的镀锌层表面形貌和截面组织进行了表征,利用EPMA、WDX、EDS与GDOES分析了Mn在元素相互扩散过程中对镀层组织演变的影响。结果表明,随保温时间从3 min延长至7 min,镀层表面形貌由“丘陵”演变为“火山口”后逐渐球化。镀层在保温5 min后形成的“火山口”形貌导致镀层厚度不均匀且波动幅度大。镀层物相随保温时间延长而发生变化,保温时间为3 min时,镀层的物相主要由Fe₄Zn₉和δ相组成;延长保温时间至5 min 时,镀层主要由Fe₄Zn₉和α-Fe(Zn)相组成,Mn富集在近基体侧的α-Fe(Zn)相上形成富锰亚层;当保温7 min时,Mn元素不断从基体扩散至镀层表面,导致Mn元素富集面积减小且富集区朝镀层表面方向移动。

轻质高熵合金的研究进展

骆再斌, 范子泽, 彭振

2022, 47(4): 100-107. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.016

摘要 ( 80 )

PDF (573KB) ( 40 )

高熵合金是由多种元素以等摩尔或近等摩尔的比例混合形成的一种新型合金,较大的密度极大地限制了其应用。为了降低高熵合金的密度,出现了由Al、Li、Mg、Ti等轻质合金元素组成的轻质高熵合金,其在交通运输、航空航天领域潜在的应用前景引起了广泛关注。本文阐述了轻质高熵合金的研究现状,分析了轻质高熵合金的组元设计方法、相组成以及制备工艺,进而归纳总结了目前不同种类的轻质高熵合金的性能,包括高强度、高硬度、高温抗氧化性、耐蚀性能等。最后总结了轻质高熵合金目前存在的一些问题以及对轻质高熵合金未来的研究方向进行了展望。

2507超级双相不锈钢中σ相的析出行为

白青青, 张志宏, 郑淮北, 王英虎

2022, 47(4): 108-115. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.017

摘要 ( 77 )

PDF (576KB) ( 33 )

利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、电化学工作站等试验及手段,研究了2507(S32750)超级双相不锈钢经700～1000 ℃时效不同时间后σ相的析出规律及其对冲击性能和腐蚀性能的影响规律。结果表明:σ相析出速度很快,析出量随时效时间的延长先增加后逐步减少,在850~900 ℃时效后σ相的析出量最大。σ相的析出严重降低材料的冲击及腐蚀性能,建议时效温度不低于950 ℃。

轧制加热温度对高强度低合金钢组织及冲击性能的影响

陈刚, 罗小兵, 柴锋, 杨才福, 张正延, 杨丽

2022, 47(4): 116-121. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.018

摘要 ( 84 )

PDF (572KB) ( 22 )

研究了轧制加热温度对高强度低合金钢相变组织及－40 ℃冲击性能的影响。结果表明,不同轧制加热温度条件下,试验钢显微组织由粒状贝氏体组成,M/A岛尺寸随着轧制加热温度的升高而增大。轧制加热温度在1000~1150 ℃时,冲击性能良好,显微组织中M/A岛细小弥散,大角度晶界密度较大。轧制加热温度高于1150 ℃时,原始奥氏体晶粒尺寸明显粗化,相变后产生的M/A岛明显粗化,大角度晶界密度降低;随着轧制加热温度的升高,M/A岛的粗化以及大角度晶界密度的降低,共同导致冲击性能的下降。

淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织及力学性能的影响

付锡彬, 陈子豪, 张可, 赵时雨, 孙新军, 朱正海, 梁小凯, 雍岐龙

2022, 47(4): 122-127. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.019

摘要 ( 78 )

PDF (572KB) ( 37 )

研究了淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织转变、析出相和力学性能的影响,并分析了组织演变和力学性能变化的原因。结果表明:试验钢经不同温度淬火和200 ℃回火后的组织均为高位错密度板条马氏体;析出相尺寸主要为微米-亚微米-纳米三种尺度,微米级析出相呈杆棒状,亚微米以及纳米析出相呈球状,马氏体板条上分布着细小的(Ti, Mo)C析出相。随着淬火温度的升高,试验钢的屈服强度、抗拉强度和维氏硬度均先升高后降低,均在920 ℃时有最大值,分别为1248 MPa、1535 MPa和434 HV,此时伸长率为10.0%。随淬火温度升高,纳米级析出相逐渐回溶,数量减少且尺寸逐渐长大,沿轧制方向被压扁拉长的原奥氏体晶粒尺寸以及马氏体板条块尺寸略有增大,但马氏体板条宽度却无明显长大。大量的弥散分布的5～10 nm的(Ti, Mo)C粒子是促进耐磨钢硬度升高的主要因素。细小的(Ti, Mo)C析出相逐渐长大以及原奥氏体晶粒的增大都不利于耐磨钢硬度的提高。

磁场预退火处理对CGO钢组织与织构的影响

宿鹏吉, 麻永林, 董丽丽, 杨雪峰

2022, 47(4): 128-132. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.020

摘要 ( 76 )

PDF (574KB) ( 24 )

对含3.12%Si的CGO取向硅钢进行不同的脉冲磁场预退火处理,并通过光学显微镜和XRD技术分析取向硅钢的组织及织构的变化。结果表明:在施加脉冲磁场对取向硅钢进行预退火处理后,试样的平均晶粒尺寸都得到了不同程度的细化,组织分布均匀;通过对ODF图与取向线的分析可知,脉冲磁场对有利织构{111}<112>的促进作用明显,尤其在退火温度为760~800 ℃时,施加脉冲磁场的磁场强度为20 mT,加磁时间为1 min时的效果最好。

4Cr5Mo2VCo钢的热处理工艺优化

李立, 曾艳, 吴晓春

2022, 47(4): 133-140. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.021

摘要 ( 62 )

PDF (571KB) ( 32 )

对不同工艺下4Cr5Mo2VCo钢的硬度及冲击性能进行测定,并用SEM对其显微组织和断口形貌进行了分析。结果表明,在1000~1100 ℃淬火温度范围内,4Cr5Mo2VCo钢的硬度先升高后降低,最高达59.2 HRC;未溶碳化物数量随淬火温度上升不断减少,在1100 ℃时基本全部溶入基体。回火过程中4Cr5Mo2VCo钢的二次硬化峰值温度为520 ℃,硬度随回火温度继续升高而逐渐降低。不同温度淬火试样的冲击吸收能量随回火温度的上升呈先增大后逐渐降低趋势。在44~46 HRC的硬度使用范围内,4Cr5Mo2VCo钢具有最佳强韧性配比的热处理工艺为1060 ℃×30 min淬火+(600~610) ℃×2 h回火两次,平均冲击吸收能量可达410 J。

S32205双相不锈钢冷轧退火组织转变及强塑化机理分析

吕杰晟, 宋志刚, 何建国, 丰涵, 郑文杰, 朱玉亮

2022, 47(4): 141-145. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.022

摘要 ( 53 )

PDF (570KB) ( 20 )

通过设计一种特殊的冷变形退火工艺,实现了S32205双相不锈钢强度和塑性同时提升。通过室温拉伸试验、显微组织观察、背散射电子衍射分析、热力学计算等手段研究了显微组织特征及新组织结构的强塑化机理。结果表明,该工艺处理后S32205双相不锈钢的晶粒尺寸呈双态分布,两相组织混合分布且细晶的新生奥氏体均匀弥散分布在铁素体相中;在细晶强化和两相间变形不协调引发的背应力强化的共同作用下,试验钢强度和塑性相较于传统固溶热处理工艺同时得到了提升。

回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响

王琪, 吴光亮

2022, 47(4): 146-150. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.023

摘要 ( 125 )

PDF (573KB) ( 53 )

研究了920 ℃水淬+不同温度回火后1100 MPa级高强钢的显微组织和力学性能。结果表明:回火温度为250 ℃时,所得到的力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度、硬度、断后伸长率和冲击吸收能量分别为1423 MPa、1220 MPa、446 HV5、14.2%和56 J。随回火温度的升高,抗拉强度、屈服强度、硬度值整体呈现下降的趋势,冲击吸收能量先减小后增加。回火温度为150 ℃时,组织为回火马氏体和ε碳化物,析出的ε碳化物呈细长杆状。回火温度上升到250 ℃之后,马氏体板条稍有粗化,ε碳化物长大。随回火温度继续升高,板条马氏体逐渐转变为等轴铁素体,ε碳化物也会转变为渗碳体并逐渐球化粗化。

不同水韧处理工艺下铌微合金化高锰钢的组织演变和力学性能

于洪军, 程福超, 马泽天, 王永金, 陈俊豪, 陈正家, 宋传颂馨

2022, 47(4): 151-154. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.024

摘要 ( 63 )

PDF (573KB) ( 24 )

通过铌微合金化得到了一种具有高强度和高冲击吸收能量的高锰钢。通过研究不同的水韧处理温度和水韧处理保温时间下铌微合金化高锰钢的组织及性能的演变,探究其最佳的水韧处理工艺。结果表明,随着水韧处理温度的上升或水韧处理时间的延长,试验钢中的碳化物不断溶解在奥氏体基体中,由于晶粒不断长大,其强度和冲击吸收能量呈先上升后下降的趋势,当水韧处理温度为1100 ℃,水韧处理时间为1.5 h时,试验钢的强度和韧性达到峰值,抗拉强度为957.7 MPa,屈服强度为415.3 MPa,断后伸长率为57.2%,冲击吸收能量为298 J,硬度为222 HBW,此时试验钢达到最佳的力学性能。

时效温度对激光选区熔化TC21钛合金微观组织及硬度的影响

孙凯, 陈研, 杨绍斌

2022, 47(4): 155-158. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.025

摘要 ( 73 )

PDF (573KB) ( 26 )

SLM成形TC21钛合金经不同温度时效处理后进行显微组织观察和硬度测试,较为系统地探究了时效温度对其组织和硬度的影响。结果表明,时效温度较低时,随着温度的升高,次生α相呈弥散针状析出,且随着温度升高弥散度增大,同时β析出相体积分数也随着温度的升高而增加。时效温度过高时,次生α相粗化,形成尺寸较大的片状α相,强化效果下降。当时效温度为450 ℃时,所得SLM成形TC21钛合金的显微组织最为弥散、均匀,硬度达到最大值575 HV5,较熔凝态硬度提高43.3%。因此,时效温度应控制在450 ℃。

超声振动对CMT电弧增材制造铝合金组织与性能的影响

张骥俊, 邢彦锋, 曹菊勇

2022, 47(4): 159-164. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.026

摘要 ( 58 )

PDF (571KB) ( 27 )

为减少电弧增材制造铝合金中的气孔及粗大晶粒,采用超声振动辅助CMT电弧增材制造的方法堆焊4043铝合金薄壁件,研究了超声振幅对沉积态材料微观组织及力学性能的影响。研究发现,熔池内部枝晶在超声振动的作用下发生破碎,使得熔池内部液态金属形核率增大,细化晶粒,粗大柱状晶粒也在熔池振动搅拌下转变为细小等轴晶粒。与未使用超声振动辅助的试样相比,平均晶粒尺寸减少了22.5%。同时超声振动引起的空化及声流效应使得试样中气孔尺寸以及数量减小。但随着超声振幅的增加,熔池内部的能量逐渐加大,热输入的增加也使得晶粒发生粗化现象。过大的超声能量破坏了焊缝的结构完整性,导致焊缝内部出现孔洞。施加超声振动试样的抗拉强度较未施加时上升了8.2%~16.3%,且随着超声振幅的增大,抗拉强度及断后伸长率的各向异性逐渐减小。

选区激光熔化MnSi₂增强316L不锈钢复合材料的表面质量及耐蚀性能

李梦, 武美萍, 陆佩佩, 赵子硕, 缪小进

2022, 47(4): 165-170. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.027

摘要 ( 54 )

PDF (573KB) ( 19 )

为改善316L不锈钢在海洋环境下的耐腐蚀性能,通过MnSi₂增强316L不锈钢基体,采用选区激光熔化(SLM)制备MnSi₂/316L不锈钢复合材料。利用Image-Pro Plus软件、光学显微镜、扫描电镜(SEM)及电化学工作站研究了激光功率对316L不锈钢金属基复合材料致密度及耐腐蚀性能的影响,通过Tafel极化曲线和阻抗谱表征其耐腐蚀性能的强弱,并通过点蚀形貌揭示了其腐蚀机理。结果表明:添加MnSi₂是提高316L不锈钢耐腐蚀性能的有效途径。随着激光功率的增大,耐腐蚀性能呈现先提高后降低的趋势,当激光功率达到190 W时,2%MnSi₂/316L不锈钢复合材料的致密度为99.80%,其腐蚀电位为－0.053 V (vs SCE)。同时,2%MnSi₂可以显著改善316L不锈钢的成形质量,提高其耐腐蚀性能,其腐蚀形式为氯离子诱导氯化物生成的点蚀,且点蚀产生位置主要集中在孔隙边界处。

机械抛光后的时效工艺对0Cr25Al5电热合金拉拔性能的影响

胡静, 陶科, 杨庆松, 李刚, 张德汉

2022, 47(4): 171-177. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.028

摘要 ( 61 )

PDF (571KB) ( 22 )

对机械抛光后的0Cr25Al5电热合金进行了不同温度(150、250、350 ℃)和不同时间(1、2、3 h)的时效处理,并与抛光前后的力学性能、显微组织以及析出相进行了对比。结果表明:0Cr25Al5电热合金机械抛光后有析出相Cr₃C₂析出,集中于晶界处分布,其形状以棒状、针状为主,并伴有少量球状析出相;机械抛光后再经250 ℃×1 h时效处理时的硬度下降,抗拉强度略有上升、伸长率略有下降,残余应力明显降低,晶粒度大小不变,析出相基本为球形,尺寸较小,分布较为集中且多分布于晶界,为析出相Cr₃C₂溶解并以离位析出的方式重新形成的Cr₇C₃,同时由于时效温度较低,氧化膜无再生现象,符合后续拉拔工艺要求。与未时效相比,经250 ℃×1 h时效处理的0Cr25Al5电热合金在后续拉拔过程的模具损耗、断丝率均明显下降,成材率上升。

等速驱动轴三柱槽壳内花键的感应淬火工艺

霍金元, 陈国军, 郑德信

2022, 47(4): 178-181. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.029

摘要 ( 85 )

PDF (571KB) ( 23 )

设计了专用定位工装和两种镶装Π形硅钢片的U形感应器A和B。在频率8～20 kHz,最大输出功率300 kW的全自动淬火机床上,利用感应器A和B,在外喷淋保护的条件下对三柱槽壳内花键进行感应淬火试验。结果表明:采用只以内孔和端面定位的方式,结合镶装Π形硅钢片的U形感应器,在外表面保护喷淋的条件下进行感应淬火,可以满足三柱槽壳内花键的淬火要求,且B型感应器比A型感应器的加热功率系数低,总加热时间短,节能增产效果显著。合理的感应器设计是三柱槽壳内花键感应淬火节能、增产的有效途径。

提高低碳钢磁性能的球化退火工艺试验

章建军, 庄晓伟, 汤晓峰

2022, 47(4): 182-184. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.030

摘要 ( 49 )

PDF (571KB) ( 22 )

为提高低碳钢磁性能,对其进行了不同方式的退火处理。结果表明,用700 ℃球化退火代替920 ℃常规完全退火,获得了与常规退火工艺相同的磁性能,而工艺时长只有常规退火的一半。观察球化退火显微组织发现,渗碳体形貌的改变对磁性能有很大影响,片状的渗碳体在球化退火中发生了断裂和球化,对磁路的阻碍作用下降从而提高了低碳钢的磁性能,其中三次渗碳体球化的影响可能比共析渗碳体更大。

冷锻齿轮用16MnCrS5钢的球化退火工艺

章军, 赵四新

2022, 47(4): 185-188. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.031

摘要 ( 87 )

PDF (573KB) ( 37 )

通过研究不同球化退火工艺对冷锻齿轮用16MnCrS5钢力学性能的影响,分析了4种球化退火工艺对16MnCrS5齿轮钢硬度、强度、伸长率的影响。试验结果表明,760 ℃保温4 h,以12 ℃/h的冷却速率冷却至710 ℃保温3 h,再以12 ℃/h的冷却速率冷却至680 ℃保温2 h,炉冷至500 ℃下出炉,在此工艺条件下,材料的硬度最低达到123 HBW,且伸长率达到39%,断面收缩率超过70%,可达到冷锻加工材料高塑性要求,可为16MnCrS5冷锻齿轮钢热处理工艺提供参考。

淬火温度对刀剪用M390粉末冶金不锈钢组织和性能的影响

刘文彬, 乔龙阳, 潘新宇, 程格, 李爱娜, 裴新军

2022, 47(4): 189-195. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.032

摘要 ( 303 )

PDF (570KB) ( 26 )

通过对M390粉末冶金不锈钢进行不同温度下的平衡相计算和真空气淬+低温回火处理,研究了淬火温度对回火后显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,M390钢回火后的碳化物尺寸不断长大,单位面积的颗粒数量减少而所占面积分数提高,碳化物分布均匀性降低。硬度随淬火温度的升高呈先上升后略微下降趋势,在1130 ℃淬火时达到最大值60.2 HRC,回火后降为58.5 HRC。抗弯强度受淬火温度的影响不大,为4000 MPa级水平。为获得良好性能,淬火温度应控制在1200 ℃以下,1130~1180 ℃真空气淬+200 ℃低温回火是刀剪用M390钢的最佳热处理工艺制度。

固溶冷却方式对短时用高温钛合金板材组织和性能的影响

王瑞琴, 葛鹏, 廖强, 侯鹏, 刘宇

2022, 47(4): 196-198. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.033

摘要 ( 68 )

PDF (578KB) ( 25 )

研究了固溶冷却方式对一种新型短时用高温钛合金热轧板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,新型短时用高温钛合金板材经固溶处理及不同方式冷却+时效后,合金的组织均为α+β相,随着冷却速率的增加,初生α相的含量和尺寸逐渐减小,3种冷却方式下析出的次生α相尺寸都较细小,但炉冷析出的次生α相数量较少,空冷和水冷析出的次生α相尺寸和数量相差不大。随着冷却速率的提高,合金的室温、600 ℃及700 ℃高温强度提高而塑性降低。合金固溶处理后采用空冷方式可获得较好的综合力学性能。

热处理和冷变形量对定膨胀合金4J32C线膨胀系数的影响

王方军, 王东哲, 万红, 时瑶, 沈涛

2022, 47(4): 199-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.034

摘要 ( 58 )

PDF (574KB) ( 30 )

研究了不同热处理制度和不同冷变形量对定膨胀合金4J32C线膨胀系数的影响。结果表明,较小的冷变形量不会明显改变合金的线膨胀系数。随着固溶温度的升高,合金的线膨胀系数逐渐降低,在850 ℃时达到最低值,随后继续升高固溶温度,线膨胀系数略有增大。延长稳定化处理时间或提高稳定化处理温度,可适当增加合金的线膨胀系数。

改善低氧TC4-LC及重熔TC4钛合金性能的热处理工艺

王绍灼, 孟晗, 王芬, 樊海卫, 李燕, 唐超

2022, 47(4): 204-207. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.035

摘要 ( 72 )

PDF (585KB) ( 28 )

通过显微组织分析和力学性能测试,研究了退火、固溶、固溶+时效、β热处理等热处理工艺对自产低氧TC4-LC钛合金和重熔的高氧TC4钛合金组织和性能的影响。结果表明,氧含量对合金力学性能的影响显著,相同成分下力学性能取决于微观组织;热处理只能在一定程度上提高低氧TC4-LC合金的力学性能,不能满足TC4钛合金的力学性能要求;重熔TC4钛合金经不同制度热处理后,强度大幅度提高,塑性除退火处理后有所提高,其它热处理不同程度降低,退火和固溶+时效处理后的力学性能均可以满足TC4钛合金力学性能的要求。

马氏体耐热钢大型管坯加热工艺模拟

赵欣, 陈正宗, 赵海平

2022, 47(4): 208-212. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.036

摘要 ( 91 )

PDF (579KB) ( 37 )

为优化马氏体耐热钢G115大型管坯的加热制度,通过有限元模拟,分析了加热工艺对钢锭温度场分布的影响。结果表明,升温过程中钢锭端部截面边缘处与管坯长度1/2截面中心处温差较大,最大约为93 ℃,钢锭加热温度越高,各部位温差越小;钢锭端部截面边缘处温度最高且升温速率最快,管坯长度1/2截面中心处温度最低且升温速率最慢。通过本文研究,推荐G115钢大型管坯的加热制度为炉温由300 ℃升高到500 ℃保温4 h,再升温到850 ℃保温4 h,升温到1000 ℃保温4 h后升温到1230 ℃保温20 h,可为其它工序的加热过程提供参考。

Mg-4.0Zn-2.0Sr-0.4Ca合金复合涂层的耐腐蚀性能

陈志杰, 崔彤

2022, 47(4): 213-218. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.037

摘要 ( 53 )

PDF (583KB) ( 22 )

通过环保型阳极氧化工艺及聚合沉积技术在生物材料Mg-4.0Zn-2.0Sr-0.4Ca合金表面逐层制备阳极氧化膜、SiO₂溶胶凝胶、聚多巴胺(PDA)和壳聚糖(CS)复合涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)观察涂层形貌并确定相组成,采用电化学测试、SBF浸泡试验比较涂层对合金耐蚀性能的影响。结果表明,制备的复合涂层致密完整无缺陷。在SBF溶液中,复合涂层随腐蚀时间的延长逐渐产生裂纹并破碎,产生较小的腐蚀坑,腐蚀在一定程度上被控制在表面,而无涂层Mg-4.0Zn-2.0Sr-0.4Ca合金在SBF溶液中的腐蚀以点蚀和局部腐蚀为主,且腐蚀程度随腐蚀时间的延长而加剧。复合涂层在SBF溶液中的腐蚀电流密度、腐蚀电位和平均腐蚀速率分别为5.7039 μA/cm²、-1.4203 V(vs SCE)和0.163 g/(m²·h),均优于无涂层镁合金,且平均腐蚀速率降幅达50%以上,说明制备的复合涂层可显著提高Mg-4.0Zn-2.0Sr-0.4Ca合金的耐腐蚀性能。

航空齿轮钢C69高温渗碳后的组织性能

戴建科, 韩顺, 厉勇, 刘宪民, 王春旭, 庞学东, 李建新

2022, 47(4): 219-225. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.038

摘要 ( 63 )

PDF (579KB) ( 33 )

通过OM、SEM、TEM以及显微硬度计等设备研究了1050 ℃下不同渗碳工艺对航空齿轮钢C69组织及性能的影响。结果表明,经渗碳、深冷和回火处理后,渗碳层表层的显微硬度最高可达约950 HV0.3,组织为针状马氏体,马氏体上观察到M₃C、M₂C碳化物,晶界处有M₇C₃碳化物分布,次表层组织为针状马氏体和板条马氏体,心部显微硬度约为630 HV0.3,组织主要为板条马氏体。循环渗碳的渗碳效率更高,随循环次数增加,试验钢的表面碳含量和渗碳层深度不断提高,且晶界处M₇C₃尺寸和数量逐渐增加。4次循环渗碳的表面碳含量为1.14%,渗碳层深度约为3.0 mm。

复合化学热处理对G13Cr4Mo4Ni4V钢组织和硬度的影响

苏勇, 王帅, 王吉星, 于兴福, 刘洪秀, 刘金玲

2022, 47(4): 226-230. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.039

摘要 ( 57 )

PDF (583KB) ( 34 )

采用扫描电镜、洛氏硬度计和维氏显微硬度计研究了渗氮140 h对渗碳+淬火+回火G13Cr4Mo4Ni4V钢微观组织及硬度的影响。结果表明,渗碳+淬火+回火后G13Cr4Mo4Ni4V钢有效渗碳层深度为1.45 mm,渗碳层最高硬度为785 HV,心部硬度为420 HV,经渗氮处理后有效渗碳+渗氮层深度降为1.34 mm,渗氮层深度为0.22 mm,渗氮层最高硬度可达到948 HV,心部硬度为451 HV,较未渗氮试样硬度略有提高。渗碳+淬火+回火和添加渗氮处理后G13Cr4Mo4Ni4V钢的表面洛氏硬度相当,均在62~65 HRC 之间,但渗氮处理后试样的硬度波动性较大。添加140 h渗氮的渗碳+淬火+回火后G13Cr4Mo4Ni4V钢实现了“表面硬心部韧”的目标,渗氮层深度满足工程需要,但添加渗氮处理后G13Cr4Mo4Ni4V钢在渗碳层和渗氮层出现类网状碳化物,因此在渗氮过程中需要综合考虑渗氮层深度和微观组织,以获得良好的综合力学性能。

18CrNiMo7-6钢的可控气氛高温渗碳工艺

陈强, 陈林芳, 杨明华

2022, 47(4): 231-239. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.040

摘要 ( 131 )

PDF (580KB) ( 69 )

基于机车用重载齿轮的热处理工艺要求,对18CrNiMo7-6钢进行920~1050 ℃的伪渗碳工艺处理,横向对比研究了试验钢经常规渗碳以及不同温度高温渗碳处理后的组织及力学性能;结合Aichelin计算机辅助模拟设计软件工艺模拟结果,制定高温渗碳工艺流程,对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行高温渗碳处理,并与常规渗碳齿轮进行了组织及性能的对比研究。结果表明,与热处理前相比,经不同温度和时间的伪渗碳处理后,18CrNiMo7-6钢的综合力学性能均有所下降,但通过控制渗碳后的冷却过程,可以显著提高其最终热处理后综合力学性能;增加渗碳温度和碳势,可以大幅提高渗碳效率;对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行最高温度1050 ℃高温渗碳,渗碳效率提高约65%,经高温渗碳后,齿轮组织、综合力学性能以及单齿弯曲疲劳强度相比于常规渗碳齿轮均未降低。

不同沉积温度下CrCN涂层的力学性能

刘乃瑜, 曹磊, 郑少梅

2022, 47(4): 240-244. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.041

摘要 ( 54 )

PDF (578KB) ( 27 )

使用磁控溅射技术在304不锈钢表面制备CrCN涂层,研究了沉积温度(200、250、300、350和400 ℃)对涂层结构及力学性能的影响。研究表明,沉积温度为250 ℃时,涂层的晶粒尺寸及表面粗糙度最大,但随着沉积温度的进一步升高,涂层的晶粒逐渐细化,表面粗糙度明显下降;同时涂层硬度伴随沉积温度的升高出现先增大后减少的趋势,沉积温度为350 ℃时,薄膜具有最高的硬度(22.85 GPa),抗弹性形变和抗塑性形变能力最好,体现出优异的力学性能。

AISI 410钢膏剂渗硼工艺渗层的组织与性能

石铭霄, 王雄栋, 李敬勇, 杨志东, 茅卫东, 倪慧锋

2022, 47(4): 245-250. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.042

摘要 ( 49 )

PDF (578KB) ( 23 )

通过膏剂渗硼工艺对AISI 410钢进行表面强化,分析了渗硼层的组织形貌,并测试了其硬度、耐磨损性能以及耐腐蚀性能。结果表明,渗硼层主要由FeB、Fe₂B相组成,渗硼层/母材的结合界面较平坦;渗硼层外渗区硬度达1400 HV0.5以上,内渗区硬度达1100 HV0.5以上;渗硼处理后试样表面摩擦因数和截面磨痕面积显著减小,耐磨损性能得到改善;在电化学腐蚀试验中,渗硼试样自腐蚀电位大于母材试样、自腐蚀电流密度小于母材试样,说明渗硼处理降低了AISI 410钢表面的腐蚀倾向,其表面耐蚀性得到提高。

激光功率对FeCoNiCrMo高熵合金/氧化石墨烯复合涂层组织及耐腐蚀性能的影响

赵子硕, 武美萍, 缪小进, 崔宸, 龚玉玲

2022, 47(4): 251-257. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.043

摘要 ( 57 )

PDF (581KB) ( 24 )

以17-4PH不锈钢为基体材料,采用激光熔覆技术在不同激光功率(1600, 1800, 2000, 2200 W)下制备了FeCoNiCrMo高熵合金/氧化石墨烯复合涂层,研究了复合涂层的显微组织、物相组成、显微硬度分布和耐腐蚀性能。结果表明,制备的FeCoNiCrMo高熵合金/氧化石墨烯复合涂层的微观组织由体心立方(BCC)固溶体和M₂₃C₆、M₇C₃、Co₂C等金属间化合物组成;随着激光功率的增加,金属间化合物形成的析出相增加,涂层耐腐蚀性能先增加后降低。当激光功率为2000 W时,涂层的硬度最高,且具有最佳的耐腐蚀性能,其自腐蚀电位为0.631 V,约为基体的2.66倍,自腐蚀电流密度为0.319 μA/cm²。激光功率是影响FeCoNiCrMo高熵合金/氧化石墨烯复合涂层组织及耐腐蚀性的显著因素,激光功率的增大促进了涂层中碳化物析出相的生长,有利于提高涂层硬度与耐腐蚀性能,但过高的激光功率下生成的大量硬质金属间化合物增大了涂层的裂纹敏感性,涂层产生明显裂纹,导致涂层耐腐蚀性能降低。

数控机床主轴轴承失效分析

李天夫, 屈伸, 董晨, 张哲峰

2022, 47(4): 258-262. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.044

摘要 ( 67 )

PDF (579KB) ( 46 )

某数控机床主轴轴承运行613 h后出现振动异常,发现失效轴承个别钢球表面存在明显损伤痕迹,通过宏微观观察,化学成分分析,能谱分析等方法对钢球表面的损伤痕迹进行研究。结果表明,由于金属异物颗粒进入轴承,异物与钢球发生粘着磨损,随着粘着磨损作用加剧,在钢球表面产生“白层”,“白层”内部萌生接触疲劳裂纹,疲劳裂纹扩展使钢球表面剥落,形成剥落坑,引起轴承失效。失效轴承的各部件硬度差值超出标准,加速了轴承的失效。因此建议对轴承添加防尘盖或密封圈,提高润滑油脂的洁净度,避免外界异物污染轴承引起失效,并在实际生产中加强轴承材料的质量控制。

转向节锻件枝丫结构淬火裂纹形成机理

杨杰, 汪西, 周杰, 武建祥, 屈志远, 代合平, 彭海军

2022, 47(4): 263-267. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.045

摘要 ( 56 )

PDF (578KB) ( 25 )

通过对42CrMo钢转向节锻件宏观结构分析和裂纹区域微观组织分析,结合锻造、淬火工艺的数值模拟,研究了淬火裂纹产生的原因。结果表明,转向节形状复杂,截面变化剧烈,淬火时易在单枝与高耳结合部位产生应力集中,且该处的结构尺寸处于危险敏感尺寸范围内,导致更容易形成横向裂纹。同时金属流线方向与单枝长度方向平行并存在沿金属流线方向的夹杂,导致纵向力学性能低,易产生纵向裂纹。

18CrNiMo7-6钢齿轮组织性能异常分析

张宁, 高星, 王芝林, 蒋波, 刘雅政

2022, 47(4): 268-273. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.046

摘要 ( 85 )

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某18CrNiMo7-6钢生产的齿轮因为组织性能异常,在铣齿过程中齿根位置出现难加工的问题。采用光学显微镜、场发射扫描电镜以及EPMA电子探针分析18CrNiMo7-6钢齿轮组织性能异常的原因。结果表明,该齿轮出现难加工的原因是齿根位置出现大量贝氏体导致硬度过高。EPMA电子探针验证了齿根位置贝氏体的出现与元素偏析有关。JMatPro计算结果表明,C与合金元素含量增加使贝氏体转变的温度范围扩大,贝氏体转变的临界速率降低,使钢能够在较低的冷却速率下产生贝氏体组织,合金元素中Cr、Mn对贝氏体转变的影响效果最为显著。当C与合金元素Mn、Cr的含量增加50%左右时,贝氏体转变的临界冷速由0.1 ℃/s 降低为0.02 ℃/s,0.1 ℃/s冷速下贝氏体转变温度范围扩大到49 ℃。

水溶性淬火介质KR9180在弹条扣件淬火中的工艺试验

刘辉

2022, 47(4): 274-278. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.047

摘要 ( 52 )

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介绍了水溶性PVP类有机淬火介质KR9180的特性,并使用浓度为15%的KR9180淬火剂对弹条扣件进行了淬火试验。结果表明,用浓度为15%的KR9180水溶性淬火剂代替油淬火,弹条扣件的硬度、显微组织及疲劳性能均能满足技术要求。

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