深冷及回火处理对高速钢M42组织和力学性能影响

采用金相显微镜、扫描电镜及硬度仪,研究了-196℃深冷处理与常规热处理工艺组合对M42高速钢微观组织及硬度的影响,所采用的组合工艺包括:淬火+深冷处理,淬火+深冷处理+回火,淬火+回火+深冷处理.结果表明:淬火后深冷处理24h的工艺能明显细化晶粒,提高M42高速钢的硬度,促进残余奥氏体向马氏体转变及碳化物析出并弥散分布,并改变了马氏体的形态.在回火前对M42钢进行深冷处理可降低二次硬化回火温度,峰值温度由525℃降至450℃,硬度值为998.2HV,较未深冷处理提高了5.0%.回火后深冷处理工艺对M42高速钢组织及硬度的影响不明显.     

残余奥氏体的耐磨性

采用18Cr2Ni4WA钢，在气体渗碳炉中，碳势为1．0％，920℃的条件下进行5h渗碳，对试样重新加热淬火，并通过回火、冷处理等方法改变渗层中的奥氏体量。研究了渗碳层中奥氏体在边界润滑条件下的耐磨特性。     

9Cr5MoV钢的磁性分析与深冷处理

采用SLX-80深冷处理系统对9Cr5MoV钢进行冷处理,采用综合物理测试系统的振动样品磁强计选件(PPMS-VSM)测试样品的室温磁性。钢在930℃淬火态、-80℃和-120℃冷处理态,样品中残余奥氏体含量分别为13.5%,11.7%和10.1%,深冷处理(-120℃)较冷处理(-80℃)能更有效地减少钢中残余奥氏体。950℃淬火态钢测得最大硬度值(65HRC),淬火后-120℃深冷处理可使钢的硬度值提高至66HRC。950℃淬火再140℃低温回火后,-120℃深冷处理可使钢的硬度提高约1HRC。     

激光相变硬化对轴承钢组织与性能的影响研究

本文对低温回火态Gcr15轴承钢的激光相变硬化处理进行了研究.试验了激光处理的工艺参数对硬化过程的显微组织、淬硬层的硬度变化、残余应力分布、残留奥氏体形貌与数量以及耐磨性能等的影响.结果表明:经激光相变硬化处理后,Gcr15钢的表面硬度可达HV1000以上,硬化层的显微组织为缺陷密度高的隐针马氏体,晶粒度为ASTM 14级,残留奥氏体约达20%,呈膜态分布于马氏体条片之间及碳化物周围,超细的碳化物非常弥散地分布着,表面层保持较大的压应力而耐磨性能明显提高.据此,可以认为激光相变硬化的强韧化机制是:晶粒细化强化、亚结构强化,弥散析出强化以及残留奥氏体强化等的综合贡献.     

18Cr2Ni4WA钢的渗碳后热处理

针对合金钢18Cr2Ni4WA渗碳层热处理后残余奥氏体过多,硬度达不到要求这一问题,借助于实验方法,对18Cr2Ni4WA钢渗碳层中残余奥氏体在高温回火中转变机制进行研究,得知相变硬化消除理论和碳化物析出理论在高温回火的不同时间中的不同作用,提出680℃×3h空冷回火,650℃×2 h空冷回火,810℃×15min空冷淬火,180℃×1.5 h空冷低温回火的热处理工艺.达到既能缩短生产周期又能满足性能要求的目的.     

航空轴承钢渗碳热处理组织演变行为研究

利用EPMA与XRD等实验方法对航空轴承钢在渗碳热处理过程中的微观组织演变行为进行定性及定量分析.结果表明:在渗碳淬火处理后,试样表层及次表层组织中有大量的碳化物及少量的残留奥氏体,其中碳化物为M₂₃C₆和M₆C.随着渗层深度的增加,碳化物含量减少,残留奥氏体含量增加.经过二次淬火处理后,奥氏体与马氏体中碳质量分数增加,使得淬火后残留奥氏体质量分数大幅度增加,在渗层0.1mm处达到22.7%.经过两次深冷与回火处理后,马氏体与奥氏体中碳质量分数降低,碳化物含量增加,渗层硬度提升.     

低温贝氏体转变对渗碳纳米贝氏体轴承钢表层组织与性能的影响

本文设计了一种高碳钢,用于模拟轴承用渗碳纳米贝氏体钢表层的高碳层,并研究了随等温时间延长,其组织演变和力学性能变化规律。结果表明,当试验钢在200℃等温淬火时,贝氏体转变结束时间为48 h。随着等温时间的延长,马氏体含量降低,贝氏体铁素体含量升高,残余奥氏体含量先升高后降低,并在8 h时达到最高值,约为34.5%。贝氏体板条平均厚度约为69 nm。随等温时间的延长,试验钢的硬度先降低后升高,冲击韧性先升高后降低,且均在8 h等温时间条件下获得极值,硬度为最低值58.4HRC,冲击韧性为最高值101 J/cm~2。由于采用无缺口冲击试样,显著削弱了块状残余奥氏体对冲击韧性的消极影响,导致本文中冲击韧性与残余奥氏体含量呈现完全正相关的规律。     

增压氮化及等温处理对60Si2CrA钢组织和性能的影响

用扫描电镜、X射线衍射分析等方法研究了增压气体氮化及贝氏体等温处理工艺对60Si2CrA钢的微观组织与机械性能的影响特性。结果表明:退火态试验钢经520℃增压(0.4 MPa)氮化7 h后,渗层深达225μm,表面硬度达600 HV;增压氮化后再加热到1 000℃保温30 min,然后快速放入270℃盐浴炉中停留48 h,得到了大量的超细低温贝氏体组织。与传统淬火加中温回火工艺相比,将这两种工艺结合后,60Si2CrA钢的强度、塑性及韧性均显著改善,强塑积提高74%,综合力学性能大幅度提高。     

热处理工艺对高碳贝氏体钢组织与力学性能的影响

借助OM、SEM、XRD等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变工艺及QPB(淬火+配分+贝氏体转变)工艺对高碳贝氏体钢(w(C)=0.79%)显微组织与力学性能的影响。结果表明,采用一步等温贝氏体转变工艺处理试验钢时,当等温温度同为250℃,随着保温时间的延长,钢中贝氏体转变越充分,块状残余奥氏体尺寸降低,组织更为均匀细小;而在较低温度下(200℃)等温处理时,钢中残余奥氏体含量显著降低,贝氏体铁素体板条更细小,材料的强度和硬度提高,而塑性和韧性下降。两步等温贝氏体转变工艺处理(250℃×24 h+200℃×72 h)的试验钢中贝氏体铁素体板条平均尺寸约为82 nm,残余奥氏体体积分数为21.4%,获得了最佳的综合力学性能,抗拉强度达到2040 MPa,伸长率为12.5%,冲击韧性为21 J。QPB工艺提高了贝氏体转变速率,大大缩短了热处理时间,最终得到马氏体+贝氏体铁素体+残余奥氏体的组织,试验钢同时也获得了良好的强度和塑韧性。     

高碳低合金钢低温贝氏体组织及其耐磨性研究

设计了一种新的低温等温转变无碳化物贝氏体高碳低合金钢。对该钢低温等温淬火组织和干滑动摩擦磨损耐磨性及磨损机理进行研究,并与淬火+低温回火处理试样进行比较。结果表明,经1 000℃奥氏体化后在220℃盐浴中进行等温120 h的等温淬火处理,得到了由平均厚度约为120 nm的板条状贝氏体铁素体和薄膜状的残留奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织,干滑动摩擦磨损相对耐磨性比回火马氏体组织提高19%,磨损机理为粘着磨损。     

渗碳硬化层性态的综合分析

通过对２０ＣｒＭｎＭｏ钢渗碳硬化层的组织结构，层内残余应力和硬度的分布以及渗碳硬化试棒的扭转性能进行系统的分析研究，经综合分析总结出２０ＣｒＭｎＭｏ钢的渗碳硬化层具有下列几个特点，即：（１）渗碳层中基本组织的主体是枣核马氏体，枣核马氏体基体由表及里一直可延伸到含碳量为０．５％的层深部位（即有效层深，ＨＶ５５０处）。（２）表面碳势为１．１％Ｃ的渗碳梗化层内，临近外表面部位的枣核马氏体中会出理显微裂纹     

太阳能表面相变硬化性能特点的探讨

本文对几种常用碳钢(45、 T8A、T12A)经太阳能表面相变硬化淬硬层的性能特点进行较全面的探讨。测定了硬化层中硬度的分布情况,淬硬带表面纵向和横向的宏观应力状态和微观应力情况,晶块尺寸以及硬化带不同深度的残余奥氏体量;进行了硬化带的耐磨对比试验和耐腐蚀性对比试验。     

Effect of deep cryogenic treatment on the properties of 80CrMo12 5 tool steel

The effect of deep cryogenic treatment on the mechanical properties of 80CrMo12 5 tool steel was investigated. Moreover, the effects of stabilization (holding at room temperature for some periods before deep cryogenic treatment) and tempering before deep cryogenic treatment were studied. The results show that deep cryogenic treatment can eliminate the retained austenite, making a better carbide distribution and a higher carbide amount. As a result, a remarkable improvement in wear resistance of cryogenically treated specimens is observed. Moreover, the ultimate tensile strength increases, and the toughness of the sample decreases. It is also found that both stabilization and tempering before deep cryogenic treatment decrease the wear resistance, hardness, and carbides homogeneity compared to the deep cryogenically treated samples. It is concluded that deep cryogenic treatment should be performed without any delay on samples after quenching to reach the highest wear resistance and hardness.     

12Cr2Ni4A钢高温真空低压脉冲渗碳工艺

与传统气氛渗碳相比，高温真空渗碳在提高渗碳效率、产品质量和节约能源方面均表现出明显优势.本文分析了12Cr2Ni4A钢的奥氏体晶粒长大行为、扩散系数及奥氏体饱和碳质量分数等关键参数的影响，结合真空低压脉冲渗碳工艺原理，对高温真空低压脉冲渗碳工艺进行实验验证.结果表明:实验钢在930，950，980℃渗碳温度下，渗碳层的硬度梯度曲线和碳质量分数梯度曲线的实测值与预期值吻合较好.此外，随着渗碳温度的升高，碳的扩散系数和奥氏体饱和碳质量分数增加，高温真空渗碳可显著提高渗碳速率，温度每提高10℃约使渗碳效率提高14%~17%.     

调质低碳贝氏体钢的组织和性能

研究了C--Mn--Mo--Cu--Nb--Ti--B系低碳微合金钢915℃淬火和490～640℃回火的调质工艺对钢的组织及力学性能的影响.用扫描电镜和透射电镜对实验钢的组织、析出物形态和分布以及断口形貌进行观察,采用X射线衍射仪分析钢中残余奥氏体的体积分数.结果表明:调质后,实验钢获得贝氏体、少量马氏体及残余奥氏体复相组织,贝氏体板条宽度只有250 nm,残余奥氏体的体积分数随着回火温度的升高而降低,经淬火与520℃回火后残余奥氏体的体积分数为2.1%.调质后析出物的数量激增,6～15 nm的析出物占70%以上.实验钢经过915℃淬火与520℃回火后,其屈服强度达到915 MPa,抗拉强度990 MPa,-40℃冲击功为95 J.细小的析出物及窄的板条提高了钢的强度.板条间有残余奥氏体存在,改善了实验钢的韧性.     

6W-5Mo-4Cr-2V高速钢深冷处理微观组织结构的分析

借助SEM、TEM和X-射线衍射仪研究了深冷处理对6W-5Mo-4Cr-2V高速钢微观组织结构的影响。研究表明，深冷处理不仅可使残余奥氏体减少，而且可细化马氏体孪晶，促使析出纳米级碳化物，并附着在马氏体孪晶带上，深冷处理既能提高材料的硬度，也使材料的韧性略有增加。对磨损表面进行SEM观察发现，深冷试样的磨损形貌迥异于未深冷试样，说明它们的磨损机制不同。深冷处理使6W-5Mo-4Cr-2V高速钢耐磨性提高的主要原因是马氏体孪晶的细化和碳化物的析出。