马氏体-奥氏体复合钢复合层数对组织性能的影响

 开发更高性能的钢铁材料是促进“双碳”目标达成的有效途径之一。引入碳扩散是制备超高强度-高塑性复合钢的有效方法。在课题组前期研究基础上,利用真空热轧的方式制备不同层数的复合钢。通过增加层数,减小了复合钢内各层的厚度,复合钢在1 150 ℃热轧复合后继续保温过程,实现碳元素从高碳层向低碳层的扩散。利用扫描电子显微镜、FEI-透射电子显微镜及X射线衍射仪对组织及相组成进行了分析,利用电子探针显微分析仪测量了元素分配情况,并进行了硬度和拉伸性能测试。结果表明,随着层数的增加,复合钢内碳元素分布发生了明显的变化,马氏体层内部的碳含量逐渐升高,奥氏体层内部的碳含量逐渐降低,碳元素浓度差逐渐降低。同时,复合钢的屈服强度、抗拉强度和总伸长率呈现出先增加后降低的趋势。当复合钢内层数为9、11层时,其强度和塑性均超过单层马氏体钢;均匀伸长率随复合钢层数的增加而逐渐提高,15层复合钢取得了最大值(约10.1%)。9层复合钢获得了最佳的强度和塑性组合,与单层马氏体钢相比,抗拉强度(1 733 MPa)和伸长率(23.6%)分别提高了60 MPa和7.1%;同时其塑性也超过了单层奥氏体钢。此外,随着层数的增加,也导致奥氏体层比例逐渐提高,导致15层复合钢的强度低于单层马氏体钢的强度。     

风电主轴轴承用高淬透性轴承钢GCr19SiMnMo的摩擦磨损性能

对高淬透性轴承钢GCr19SiMnMo的淬透性及下贝氏体含量不同的马氏体/贝氏体复合组织和马氏体组织的摩擦磨损性能进行了研究,并与GCr15钢、GCr15SiMn钢马氏体组织进行对比。结果表明：GCr19SiMnMo钢的端淬试样完全淬透,GCr15钢淬硬层深度为8.5 mm(J8.5=58),GCr15SiMn钢的淬硬层深度为18.5 mm(J18.5=58);GCr19SiMnMo钢的马氏体组织耐磨性最优且摩擦因数最小;不同下贝氏体含量GCr19SiMnMo钢的磨损率均比GCr15钢和GCr15SiMn钢低;GCr19SiMnMo钢组织中的下贝氏体含量对耐磨性有一定的影响,下贝氏体含量越少,耐磨性越好。     

高密度脉冲电流对服役后期高锰钢辙叉组织结构的影响

用高密度脉冲电流对服役后期的高锰钢辙叉进行表面处理,研究了对其组织结构的影响。结果表明,在较低的温度下（786 K）辙叉发生再结晶,再结晶晶粒尺寸约为29.3μm,远比处理前的晶粒尺寸小,处理后的显微硬度显著降低。在高密度脉冲电流作用下,位错运动能力、原子的扩散能力以及振动频率都提高了,从而使再结晶的形核速率显著提高,...     

细化渗碳体对高碳纳米贝氏体轴承钢的影响

研究了GCr15Si1Mo轴承钢中渗碳体细化后,对材料微观组织、常规力学性能、耐磨性及滚动接触疲劳性能的影响。通过工艺的调控,使材料组织中的渗碳体尺寸从0.49细化到了0.20 μm,贝氏体铁素体板条尺寸从66细化至41 nm,并且渗碳体的分布密度也随之提高。随后通过SEM、TEM、XRD、硬度、冲击、摩擦磨损及滚动接触疲劳等试验,得到了材料的宏观性能与微观组织。研究结果表明,细化渗碳体后,材料的耐磨性能和滚动接触疲劳性能比常规工艺的优异,但是韧性相对于常规工艺有显著降低。研究证明了较细小渗碳体可以对轴承钢的组织结构、常规力学性能、耐磨性能及疲劳性能产生一定的影响,为后期轴承钢中渗碳体的调控研究提供支持。     

高碳贝氏体轴承钢滚动接触疲劳性能的研究

以GCr15Si1Mo贝氏体轴承钢为研究对象,在油润滑条件和无润滑条件下,对不同初始碳化物体积分数的试样进行滚动接触疲劳试验,采用扫描电镜观察试验前后试样的表面形貌和碳化物分布,并通过Weibull曲线确定试样滚动接触疲劳性能的优劣性。结果表明,在无润滑条件下,碳化物体积分数为1.9%的试样滚动接触疲劳性能优于碳化物体积分数为5.1%的试样。在油润滑条件下,贝氏体轴承钢的滚动接触疲劳性能的优劣性依次为：无初始碳化物试样、碳化物体积分数为5.1%试样、碳化物体积分数为1.9%试样。碳化物作为基体的硬质相,很容易成为疲劳源,无初始碳化物的贝氏体轴承钢的滚动接触疲劳性能优于有碳化物的贝氏体轴承钢;碳化物脱落后的凹坑增大了润滑油和试样表面的粘着力,有利于增加油膜厚度,从而提高滚动接触疲劳寿命。     

高锰钢辙叉机械冲击预硬化工艺研究

为提高高锰钢辙叉的耐磨性能和抗变形能力,利用自制的机械冲击预硬化设备对高锰钢辙叉表面进行预硬化处理。适合高锰钢辙叉服役条件的最佳机械冲击硬化工艺如下所述,将高锰钢辙叉待硬化表面加热到300℃,利用冲击能量为50 J的机械装置冲击辙叉工作面,每个硬化点冲击时间大于10 s,相邻硬化点边缘距离小于3 mm。高锰钢辙叉经过机械冲击硬化处理后获得硬化层深度大于15 mm、表层硬度约为48 HRC、亚表层硬度梯度平缓过渡的理想硬化效果。亚表层硬度梯度平缓过渡是由于高锰钢辙叉被加热到300℃后,屈服强度降低,机械冲击后塑性变形区厚度增加所致。同时,在300℃冲击变形过程中高锰钢微观组织发生动态回复,降低了辙叉表层硬度,使硬化效果更适合铁路辙叉服役。高锰钢辙叉经过机械冲击硬化处理后使用寿命明显提高。     

退火对热轧和冷轧Zr705组织及硬度影响(英文)

主要研究了热轧和冷轧后Zr705合金在200～850℃温度范围内的退火行为。与冷轧后Zr705相比,热轧Zr705试样在较高的温度获得峰值硬度,且峰值硬度值较低。通过微观组织观察发现,热轧后Zr705试样中的β相向ω相的转变速率低于冷轧Zr705试样。经500℃退火后冷轧和热轧试样中均可观察到部分再结晶晶粒,但在热轧Zr705试样中的再结晶晶粒更多。热轧和冷轧Zr705试样在700℃保温1h后均再结晶完全。     

G8Cr15轴承钢的工业化应用分析

降低高碳铬轴承钢中的网状、带状碳化物等不利因素,有利于提高轴承钢的综合性能。G8Cr15是新纳入到国家标准中的轴承钢,通过系列试验,对比传统GCr15轴承钢和新的G8Cr15轴承钢的各项性能。结果表明,与GCr15轴承钢相比,G8Cr15轴承钢生成网状碳化物和带状碳化物的能力极低,同时具有更高的淬透性、良好的冲击性能和耐磨性。经工业生产验证,G8Cr15可替代GCr15用于生产轴承零件,且不易产生网状碳化物。     

热处理工艺对高碳贝氏体钢的组织与性能影响

以轴承用高碳贝氏体钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及硬度计等手段研究了不同奥氏体化温度对贝氏体钢组织形成及性能的影响,遴选出最优的奥氏体化工艺,同时对比了不同贝氏体等温转变后有无Ce元素添加的高碳贝氏体钢的力学性能.试验结果表明,950℃奥氏体化温度得到的组织中无明显的大颗粒未溶碳化物,组织尺寸和硬度性能...     

热处理工艺对纳米贝氏体渗碳轴承钢表层组织和性能的影响

目前渗碳纳米贝氏体轴承钢表层高碳成分组织与性能的演变规律还不是很清楚.设计一种高碳钢模拟G23Cr2Ni2Si1Mo纳米贝氏体渗碳轴承钢表层高碳成分,利用SEM、TEM、硬度和冲击等研究微观组织与力学性能随相变时间的演变规律.结果表明,试样在200℃贝氏体等温相变需要总时间为48 h.随着等温时间从0h延长到48 h,组织中的马氏体含量逐渐降低、贝氏体铁素体含量逐渐升高、残余奥氏体含量先升高后降低,在等温12 h时含量最高38.5％.等温48h后,组织中贝氏体板条平均厚度为48 nm.随等温时间的延长,试验钢的硬度先降低后升高,在等温12 h有最小值58.1 HRC;冲击韧性值逐渐增大,在等温48h达到最大值96.0 J/cm2;抗压强度逐渐降低,断裂应变逐渐增大.该研究结果更清晰地展示了纳米贝氏体渗碳轴承钢表层组织与性能的变化规律,为其工艺优化提供了理论支撑.