40Cr激光熔凝硬化组织形态及性能研究

利用CO2轴流激光加工机对40Cr钢表面进行激光熔凝硬化处理.利用扫描电镜、显微硬度计、磨损试验机和盐雾试验机研究了不同工艺下熔凝硬化层显微组织及性能.实验表明,熔凝硬化层由熔化区、相变硬化区和热影响区组成:由表及里组织分别为极细小的马氏体 残余奥氏体、针状马氏体 碳化物 残余奥氏体、回火马氏体 残余奥氏体 铁素体十碳化物:扫描速度越小,硬化层越深;经过激光熔凝硬化处理的40Cr耐磨性以及耐蚀性都有较明显的提高.     

40Cr激光熔凝硬化组织形态及硬度研究

利用CO2轴流激光加工机对40Cr钢表面进行激光熔凝硬化处理.利用扫描电子显微镜、金相显微镜和显微硬度计研究了不同工艺下熔凝硬化层及基体的显微组织和硬度分布特征.实验表明:熔凝硬化层由熔化区、相变硬化区和热影响区组成;由表及里组织分别为极细隐晶马氏体 少量残余奥氏体、隐晶马氏体 碳化物 残余奥氏体、马氏体 回火屈氏体 铁素体.硬化层最高硬度约是基体的3倍;随着扫描速度的增加表层硬度先增加后减小,当扫描速度为2.5 m/min时,表层硬度最大,为1097.9 HK.     

激光相变硬化工艺参数对40Cr组织性能的影响

利用无氦横流CO_2激光加工机对40Cr表面进行激光相变硬化处理,并采用金相显微镜(OM)、显微硬度计、滑动摩擦磨损试验机和恒电位仪研究了不同工艺参数下硬化层的显微组织及性能.结果表明:相变硬化区的组织为细小的针状马氏体+残余奥氏体,过渡区组织为回火马氏体+残余奥氏体+铁素体+碳化物;40Cr经过激光相变硬化处理后,硬度、耐磨性和耐蚀性均显著提高.     

铸铁等离子熔凝处理硬化层的组织与耐磨性能

利用等离子熔凝技术,选择合适的工艺参数,在硼铸铁基体上进行熔凝硬化处理。借助于金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了硬化层的显微组织,采用显微硬度计测试了硬化层的显微硬度分布,通过环-块磨损试验评估了硬化层的耐磨性能。结果表明,硼铸铁表面微熔硬化处理后,熔凝区组织为细小均匀的共晶莱氏体+少量未溶石墨,固态相变区的组织为针状马氏体+残余奥氏体+片状石墨+磷共晶,相变区与基体交界处组织为针状马氏体+珠光体+残余奥氏体+片状石墨+磷共晶。熔凝层显微硬度分布均匀,可达820～910 HV0.1,在室温润滑滑动磨损条件下,硬化层的耐磨性约是基体试样的3倍。     

Cr12MoV钢激光熔凝层的显微组织SCIEI

用透射电镜和X射线衍射仪,分析了Cr12MoV钢激光熔凝层的显微组织为奥氏体的树枝晶,其晶间还有共晶碳化物和少量二次碳化物,没有观察到马氏体相变,因此激光熔凝处理后,钢的表面硬度降低。     

工作电流对球墨铸铁表面等离子束硬化组织和性能影响

研究了丁作电流对球墨铸铁表面等离子束硬化组织和性能的影响规律.结果表明:通过调整电流的大小可实现球墨铸铁表面的微熔硬化处理和同态相变硬化处理;工作电流增大,熔凝层和硬化层的深度、宽度增加,硬化层的最大硬度值先升后降;球墨铸铁表面等离子束熔凝硬化后,熔凝区石墨相消失,其室温组织为细小的变态莱氏体+残余奥氏体,相变硬化区的组织为隐针马氏体+残余奥氏体+球状石墨+铁素体,过渡区组织为针状马氏体+变态莱氏体+包围石墨球的马氏体壳;从表面沿深度方向显微硬度分布呈现先降后升,达到最高值后又缓慢下降的趋势,且出现包围石墨球的马氏体壳组织,其硬度高达1068.5HV0.1,对提高耐磨性有利:最高显微硬度出现在距表面有一定距离的次表层,且在熔凝Ⅸ和相变硬化区间有一软化区.     

GCr15钢表面激光淬火的组织与性能

利用HL-1500无氦横流CO2激光加工机对GCr15钢表面进行激光淬火处理。采用SSX-550型扫描电子显微镜(SEM)、XJL-02A立式金相显微镜(OM)、DMH-2LS努氏显微硬度计、ML-10滑动摩擦磨损试验机和ZF-3恒电位仪等设备对不同功率下相变硬化层的显微组织及性能进行研究。结果表明:相变硬化区的组织为细小针状马氏体和少量球状碳化物,过渡区的组织为马氏体、残留奥氏体、铁素体和碳化物;试样的硬化层硬度比基体提高了2.2～3.5倍,当激光功率为1050W时,硬化层深度最大,可达0.7mm,耐磨性比基体提高3倍,耐蚀性也显著提高。     

球墨铸铁表面等离子束熔凝硬化区组织和性能分析

研究了球墨铸铁表面等离子束熔凝硬化区的组织和性能。结果表明:工作电流达50 A时可实现球墨铸铁表面的微熔硬化处理;工作电流增大,熔凝层和硬化层的深度、宽度增加,硬度值降低;熔凝硬化后,熔凝区石墨相消失,组织为细小的变态莱氏体+残余奥氏体,相变硬化区的组织为隐针马氏体+残余奥氏体+球状石墨+铁素体;过渡区出现包围石墨球的双壳组织,对提高耐磨性有利;沿硬化层深度方向显微硬度先降后升,达到最高值后又缓慢下降。     

多道网格扫描激光相变硬化的性能研究

采用YLS-3000型光纤激光器对40Cr钢表面进行不同间距的网格扫描激光相变硬化。研究不同网格间距对硬化层的显微组织、硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。结果表明:激光相变硬化层横截面由表及里依次可分为相变硬化区、过渡区和基体。相变硬化区的组织为细小针状马氏体+少量残余奥氏体,过渡区的组织为马氏体+残余奥氏体+铁素体+未溶碳化物,基体的组织为铁素体+珠光体。网格扫描相变硬化层的平均硬度约为61 HRC,网格交叉点的平均硬度可达62 HRC。随着网格间距的增加,试样的相对耐磨性先增大再减小,当网格间距为12 mm时,相对耐磨性可达基体的3.25倍。同时,此间距试样的钝化区间最宽,约为1530 m V,耐蚀性最强。     

激光熔凝处理N80油管的组织及耐磨性

采用5 kW横流CO2激光器对N80油管内壁进行激光螺旋熔凝处理,采用光学显微镜、扫描电镜及显微硬度计对激光熔凝层组织、硬度及磨损形貌进行分析.结果表明,油管激光熔凝处理后熔凝区生成马氏体组织,硬度较基体显著提高,硬度最大值出现在相变硬化区.油管内壁激光螺旋熔凝强化后,耐磨性能明显提高.当扫描速度一定时,随激光功率的增加,硬度降低,而耐蚀性及耐磨性增加,腐蚀加速了油管的磨损.未经激光处理的N80油管钢磨损机制为大块的疲劳剥落和犁削,采用螺旋激光熔凝处理后,油管磨损面犁沟细小,伴随少量的剥落坑.     

淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响

利用光学显微镜、洛氏硬度计等研究了不同淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响。结果表明:铸态Cr26高铬铸铁组织主要由初生奥氏体和碳化物组成。经980~1060 ℃不同温度淬火、空冷后,高铬铸铁组织中有大量二次碳化物析出。随着淬火温度的升高,析出的二次碳化物先增加后减少,试样硬度先升高后降低。1020 ℃淬火试样硬度达到峰值,为65.7 HRC。1020 ℃淬火高铬铸铁,经空淬、油淬和水淬不同方式冷却,随着冷却速度的增大,高铬铸铁组织中碳化物颗粒、碳化物比例逐渐增大,硬度逐渐增大,其中水淬高铬铸铁试样硬度最大,达到68.2 HRC。     

The Kinetics of Phase Transformations During Tempering in Laser Melted High Chromium Cast Steel

The precipitation of secondary carbides in the laser melted high chromium cast steels during tempering at 300-650?°C for 2?h in air furnace was characterized and the present phases was identified, by using transmission electron microscopy. Laser melted high chromium cast steel consists of austenitic dendrites and interdendritic M₂₃C₆ carbides. The austenite has such a strong tempering stability that it remains unchanged at temperature below 400?°C and the secondary hardening phenomenon starts from 450?°C to the maximum value of 672 HV at 560?°C. After tempering at 450?°C fine M₂₃C₆ carbides precipitate from the supersaturated austenite preferentially. In addition, the dislocation lines and slip bands still exist inside the austenite. While tempering at temperature below 560?°C, the secondary hardening simultaneously results from the martensite phase transformation and the precipitation of carbides as well as dislocation strengthening within a refined microstructure. Moreover, the formation of the ferrite matrix and large quality of coarse lamellar M₃C carbides when the samples were tempered at 650?°C contributes to the decrease of hardness.     

热处理工艺对离心铸造高铬铸铁轧辊组织及硬度的影响

采用了光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等仪器,研究了离心铸造高铬铸铁轧辊铸态及淬火与回火后的显微组织结构、碳化物和硬度等。结果表明:高铬铸铁轧铸态组织主要是由奥氏体+少量马氏体+(Cr,Fe)₇C₃碳化物组成,碳化物呈粗大板条状或块状,不同温度热处理后,得到回火马氏体+(Cr,Fe)₇C₃+Cr₇C₃碳化物的组织,组织中粗大板条状碳化物消失,得到细小块状或椭圆状碳化物。该高铬铸铁轧辊铸态硬度为56.0HRC左右,在950℃淬火及400℃回火处理后硬度增加到了约65.5HRC。     

金属型铸造高铬铸铁Cr20组织及性能的研究

研究了金属型铸造高铬铸铁Cr20的铸态组织和性能,以及主要合金元素对性能的影响。结果表明,用金属型铸造的高铬铸铁Cr20的铸态组织为奥氏体基体,共晶碳化物为孤立的块状分布,具有较高的硬度和一定的韧性,并且还可以降低合金元素Mo和Ni的加入量。对于不能通过常规热处理进行淬火硬化的高铬铸铁件,可用金属型铸造来满足在铸态下使用的要求。     

离心铸造轧辊用高速钢的热处理

采用差式扫描量热法(DSC)及热膨胀法测定了离心铸造轧辊用高速钢的相变点,根据高速钢的临界转变温度,进行了退火、淬火和回火实验.着重研究了热处理过程中碳化物演变对轧辊用高速钢性能的影响.结果表明:退火温度需高于630℃,才能使铸态高速钢得到软化,硬度降低,便于切削加工.热处理前后,MC型一次共晶碳化物的成分、形态和数量基本没有变化;随着淬火温度的升高,处于亚稳状态的M2C型共晶碳化物的分解数量越来越多.高速钢最终硬度受回火温度影响较大,研究了回火温度与二次硬化之间的关系,确定了二次硬化峰值温度,研究了二次碳化物的溶解与析出对高速钢基体组织与力学性能的影响规律.     

氩弧硬化对硼铸铁表面组织和性能的影响

采用氩弧重熔技术在硼铸铁表面进行表面硬化改性处理,研究了钨极氩弧硬化工艺参数对硼铸铁表面组织和性能的影响.结果表明,硼铸铁表面采用氩弧热源淬火时,淬硬层与基体之间过渡区明显,硬化区组织为莱氏体,过渡区组织为马氏体 残留奥氏体 少量石墨.氩弧硬化工艺参数对硬化层的深度、硬度和裂纹率影响较大,工作电流增加或扫描速度减小时,硼铸铁表面硬化层深度增加,硬度降低,裂纹率下降.在保证不出现裂纹的条件下,硬化层表面的硬度值最高可达64 HRC,硬化层显微硬度值最高可达1196 HV0.1,其耐磨性明显高于未经处理和经激光表面处理的硼铸铁.     

离心铸造高铬合金铸铁气门座圈的组织及耐磨性能研究

采用离心铸造制备两种高铬合金铸铁气门座圈.利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、洛氏硬度计和扫描电镜(SEM),对气门座圈铸态及热处理态后的试样物相组成、金相组织、力学性能及拉伸断口形貌进行了观察和分析,同时在销盘式摩擦磨损试验机上对高铬合金铸铁气门座圈的耐磨性能进行了磨损试验.结果表明,热处理前高铬合金铸铁主要为由...     

淬火回火工艺对Cr26过共晶高铬铸铁组织及性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度测试、冲击试验和磨损试验等手段,研究了淬火和回火工艺对Cr26型过共晶高铬铸铁组织、硬度、冲击吸收能量和耐磨性的影响。结果表明,经980~1100 ℃淬火和250~600 ℃回火后的Cr26过共晶高铬铸铁的组织主要是马氏体基体,M₇C₃碳化物和少量奥氏体。初生碳化物为六边形,共晶碳化物和回火生成的二次碳化物呈短棒状。总体碳化物含量随淬火温度升高略有上升。随回火温度的升高,硬度先降低后增加,超过500 ℃回火时再次降低,而冲击吸收能量先增加后降低,超过350 ℃回火时再次上升。不同温度淬火时,对应最大耐磨性的回火温度不同。980、1050 ℃淬火时,再经250 ℃回火获得最高的耐磨性,而1100 ℃淬火时,再经350 ℃回火获得最大耐磨性。     

奥氏体化过程对Cr14Mo4V高温轴承钢微观组织的影响

针对高温轴承钢Cr14Mo4V开展了微观组织随奥氏体化参数演化规律研究。利用OM、XRD、SEM及硬度测试对Cr14Mo4V钢中碳化物、残留奥氏体、晶粒尺寸及硬度等进行了分析。结果表明,淬火态Cr14Mo4V高温轴承钢微观组织主要包括淬火马氏体、残留奥氏体和带状碳化物;奥氏体化过程中微观组织演化对奥氏体化温度较为敏感,随着奥氏体化温度的升高,残留奥氏体含量逐渐增加,晶粒尺寸逐渐增大,碳化物逐渐溶解,带状碳化物合金元素分布发生变化。Cr14Mo4V轴承钢硬度随奥氏体化温度的升高呈先略微增加后显著降低的趋势,主要受基体固溶度、残留奥氏体含量及晶粒尺寸等因素综合影响。     

Effect of simultaneous surface modification process on wear resistance of martensitic stainless steel

In order to improve the wear resistance of martensitic stainless steel, a surface treatment system was developed that combines high-frequency induction heating (IH) with fine particle peening (FPP). In this system, a compressed air spray from the FPP nozzle rapidly cools the specimen surface, which is heated by the IH system. The specimen surface can be simultaneously modified by work hardening and quenching. Vickers hardness and retained austenite measurements were conducted to characterize the surface-modified layer generated by the developed process. Surface microstructures were also observed by scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy. The process created a surface with a high hardness and an extremely fine-grained microstructure. The fine-grained microstructure was generated by dynamic recrystallization. The process reduced the amount of retained austenite in the surface layer because it increased the precipitated chromium carbide content. Reciprocating sliding wear tests were conducted to evaluate the wear resistance of the surface. The specimen modified by the developed process exhibited higher wear resistance than specimens that had only been quenched. This implies that the developed simultaneous process can significantly improve the wear resistance of steel surfaces.