深冷处理对低碳高合金马氏体轴承钢力学性能及组织的影响

利用洛氏硬度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等研究了低碳高合金马氏体轴承钢深冷处理后的硬度变化及组织演化。结果表明:深冷处理促使部分残留奥氏体转变为马氏体,导致深冷处理后实验钢的硬度较淬火态硬度有所升高。经深冷处理后实验钢在0~100 h回火过程中的硬度均比未深冷处理实验钢的硬度高。深冷处理促使钢中碳原子偏聚并在回火过程中以碳化物的形式析出,与未经深冷处理的实验钢相比,经深冷处理的实验钢回火后马氏体基体中的含碳量更低,表明实验钢经深冷处理后在回火过程中析出更多的碳化物。透射电镜分析表明,实验钢在回火过程中析出的大量弥散分布的纳米级M2C和M6C型碳化物是实验钢长时间回火后保持高硬度的主要原因。     

钢的半固态单轴压缩变形规律

用Gleeble-1500热模拟实验机研究了不同变形速率、不同变形温度以及不同变形量下60Si2Mn钢的半固态应力与应变的变化规律，并通过金相观察分析了压缩变形后钢的半固态显微组织。结果发现钢的半固态压缩变形特征为：随着变形温度的不同呈粘塑性流动；在不同的变形速率下，初始变形阶段的应力变化是基本一致的，即半固态的钢先呈现出线弹性的变形响应，随后呈现出不同软化程度的粘性流动变形响应；变形量对钢的半固态变形特征影响显著。在适宜的温度及变形量范围内，半固态的钢呈粘性流动。笔者认为：半固态的钢因其特殊的组织特点，会形成疏松且不稳定的晶粒聚集结构。在外界作用下，该聚集结构将被破坏，从而导致钢的半固态浆料的表观粘度下降，即呈现出“剪切变稀”的触变特性。     

高温渗碳轴承钢旋弯疲劳裂纹萌生与扩展行为

 为了提高航空轴承的服役寿命,借助QBWP-10000X型旋转弯曲疲劳试验机,研究了高温渗碳轴承钢的旋转弯曲疲劳性能和裂纹萌生扩展行为。结果表明,钢的中值疲劳强度达到913.3 MPa。有效渗层中大量M₂₃C₆和少量M₆C碳化物显著提高了试验钢的表面硬度,渗层不同碳浓度导致马氏体先后发生相变而形成408 MPa表面压应力,进而提高了钢的疲劳性能。疲劳裂纹主要萌生在表面缺陷和次表面碳化物,分别占比71.4%和 28.6%。萌生裂纹缺陷特征尺寸及承载应力对应力强度因子和循环次数影响显著,深犁沟形状由于涉及应力集中而直接影响疲劳循环次数,承受相同加载应力碳化物特征尺寸越大,循环次数越低。裂纹萌生后沿渗碳层碳化物边界快速扩展同时向芯部缓慢扩展,最后在试样疲劳源对侧近边缘区域发生准解理和韧性混合断裂。     

成组技术在铸钢工艺CAD上应用

应用成组技术建立铸件编码系统，结合铸钢工艺方案评价模型．建立铸钢工艺方案的确定模型。从而在铸钢工艺CAD上实现了工艺方案的计算机选择。     

CAD在铸钢件浇注系统上的应用与研究

本文运用流体力学原理分析铸钢浇注过程，并建立浇注系统设计模型。通过文献资料与工厂生产实践相结合使模型中工艺参数全部定量化．从而使得浇注系统CAD成为可能．     

热处理对高Cr-Co-Mo轴承钢组织与性能的影响

利用洛氏硬度计及透射电镜等研究了热处理工艺对高温轴承钢组织和性能的影响。结果表明:实验钢经回火后硬度较淬火后硬度有所增加,且在540℃回火时硬度达到最高值,当回火温度超过540℃后硬度逐渐下降;透射电镜分析表明,大量M6C型碳化物析出强化是实验钢540℃回火后硬度达到峰值的根本原因;实验钢经1050℃淬火后有大量的残留奥氏体存在,残留奥氏体与马氏体基体的位向关系符合K-S关系。     

高Cr-Co-Mo高温轴承钢的强韧化机制

利用洛氏硬度计、扫描电镜及透射电镜等研究不同淬回火温度对高温轴承钢组织和性能的影响及强韧化机制。结果表明:实验钢回火后的硬度随回火温度升高而增加,而冲击性能不断降低;实验钢经不同温度二次回火后的硬度均高于一次回火后的硬度,且在540℃回火态下实验钢的硬度达到峰值,当回火温度超过540℃后实验钢的硬度逐渐下降;通过透射电镜分析发现,实验钢经540℃二次回火后,析出大量的M_6C型碳化物,由于析出强化导致其硬度达到峰值;随着回火温度的升高,冲击断口中典型韧窝逐渐减少,断裂机制逐步由韧性撕裂向准解理断裂转变。     

60Si2Mn弹簧钢半固态坯料制备的实验研究

利用自制的高熔点半固态坯料装置制备了具有触变特性的60Si2Mn钢半固态坯料,并通过观察淬火金相,分析了搅拌工艺参数、稀土元素及冷却速度对半固态组织的影响.结果表明:搅拌功率与搅拌频率对初生相凝固形态影响显著;在一定搅拌频率范围内,随搅拌功率增大,初生奥氏体组织得到了充分细化和均匀球化;稀土元素的加入增大了形核率并抑制了晶粒长大,进而影响半固态晶粒形态;加大降温搅拌冷却速度有助于晶粒的细化.     

新型Cr-Co-Mo-Ni合金的高温蠕变损伤

对500℃/950MPa条件下经845.8h蠕变断裂的一种新型Cr-Co-Mo-Ni合金的蠕变损伤进行了分析,并且对蠕变孔洞的形成进行了研究。结果表明,蠕变断裂后,基体中呈链状分布的M6C相显著粗化,平均等效直径达到3.0μm,体积分数达到3.85%;马氏体板条上析出大量弥散细小的Laves相,尺寸在10～25nm之间,面积比达20%;蠕变孔洞在密集分布的链状M6C型析出相与基体结合界面上产生,其形成与M6C相的链状聚集和显著粗化有关;并且与高密度Laves相的析出有关;因此,控制链状M6C相的析出、聚集和长大能够提高该新型合金的抗高温蠕变性能。     

电磁搅拌下钢浆料湍流场结构的多尺度效应及凝固组织演变

在电磁搅拌装置内钢浆料湍流场物理特征分析基础上,采用多尺度来描述电磁搅拌形成湍流场多尺度结构特征及不同尺度间相互作用,并分析了小尺度涡旋与固相晶粒相互作用规律。结果表明:电磁搅拌下钢液大尺度涡旋为水平旋转流动和上下环流构成的结构形态,通过惯性过渡区域,形成随机耗散涡旋流动形态,从而构成钢的近球形组织形成及演变的理想环境。耗散涡旋结构尺度与流速尺度主要影响因素为浆料粘度、密度及单位体积消耗功率;小尺度耗散涡旋对固相晶粒运动影响取决于固相分数、固相晶粒尺度和流场结构特性。