高温下碳在α-γ型异种钢焊接接头中的扩散

对高温下碳在α－ γ型异种钢焊接接头中的扩散行为进行了研究。通过非线性回归分析,建立了增脱碳层厚度（ Ｈ） 与加热温度（ Ｔ） 和保温时间（ｔ） 之间关系的数学模型。研究结果表明：增脱碳层的最大厚度是温度的函数,数值上等于数学模型的前半部分;模型的后半部分受扩散系数的影响,是温度和时间的函数。此数学模型与试验结果具有良好的一致性,可用来估算不同条件下增碳层和脱碳层的厚度。     

60Si2Mn弹簧钢脱碳的研究

模拟轧前加热炉的工作环境,采用混合气体（CO＋CO2）试验了不同的加热气氛、温度和时间对弹簧钢表层脱碳的影响。认为弹簧钢在加热过程中的脱碳程度主要取决于钢中碳含量与炉气碳势的差异,脱碳层深度与加热温度和时间存在函数关系,并且在1150℃左右出现最大值。     

弹簧钢60Si2MnA表面脱碳规律研究

研究了加热温度、加热时间对弹簧钢60Si2Mn A脱碳厚度的影响,分析了脱碳组织形貌演化规律,运用菲克第二定律讨论了脱碳厚度与加热温度、保温时间的关系。结果表明:加热温度在低于650℃以下,60Si2Mn A是不发生脱碳的;当加热温度达到700℃以上,脱碳层厚度随着加热温度的升高和保温时间的延长而逐渐增加的;加热温度在700~900℃之间,可以形成明显的全脱碳层,且随着保温时间延长,全脱碳层厚度是逐渐增加的,全脱碳层厚度随着温度的升高是先增大后减小。加热温度为800℃时,全脱碳层厚度达到最大值。     

中碳弹簧钢加热过程脱碳特性的试验研究

用金相显微组织法对比研究了Si-Mn系弹簧钢与Cr-V系弹簧钢在相同加热条件下的脱碳行为．分析了加热温度和保温时间对中碳弹簧钢脱碳层深度的影响，为建立完善的生产高强度优质弹簧钢的加热制度提供了理论依据。结果表明，在相同的保温时间下，Si-Mn系试验钢的全脱碳层深度在900℃出现最大值，其总脱碳层深度也存在着一个敏感温度（1100℃）；而Cr-V系试验钢在加热温度超过950℃时，全脱碳层深度变化很小，其总脱碳层深度在950～1000℃会有所降低，但超过1000℃会显著增加。无论是等温还是等时间热处理工艺条件下，由于合金元素的作用，Cr-V系弹簧钢脱碳敏感性明显低于Si-Mn系弹簧钢。     

异种钢焊接接头加热后碳迁移区力学性能的变化规律

对躯工体焊缝与珠光体耐热钢母材的异种钢焊接接头,采用热处理加速碳迁移法,分析了加热温度Ｔ和保温时间ｔ对接头增碳层厚度ｈ的影响规律和由此而引起的该区力学性能（即缺口拉伸强度σｂ、冲击韧性αＫＵ和冷弯角α）的变化。通过非线性回归分析,建立了ｈ、σｂ、αＫＵ和α对加热温度Ｔ和保温时间ｔ的数学模型。理论分析与试验结果拟合良好。随着加热温度的提高和加时间的延长,ｈ增大而σｂ、αＫＵ和α减小。据此规律可分析接     

精锻结合齿表面脱碳问题分析

针对结合齿精锻加工过程中的表面脱碳问题,进行了加热温度对表面脱碳层厚度影响的研究。在600~1 250选择了22个温度值对结合齿进行锻造成形,之后切取样块,在金相显微镜下测量脱碳层深度。结果显示:在600~800未发现脱碳层;随着加热温度的升高,齿件表面脱碳层厚度几乎呈线性增大;综合考虑表面脱碳和材料流动性,确定锻造前加热温度应控制在800~950。最后,通过分析结合齿的完整工艺流程,提出了预涂石墨、安装炉口火帘和适当增大正火炉内的碳势等预防脱碳措施。     

高强度汽车用钢板的氧化脱碳特性研究

以22MnB5高强汽车用钢板为研究对象,研究了加热温度和加热时间对钢板氧化失重率和脱碳层厚度的影响,并采用理论计算与实验结果相结合的方法分析了钢板的脱碳特性。结果表明,钢板中的氧化铁皮主要为Fe3O4,加热温度越高,加热时间越长,氧化失重率和脱碳层厚度越大。     

弹簧钢55SiCrA脱碳规律的研究

研究了55SiCrA弹簧钢加热温度和时间对脱碳层深度和组织形貌的影响规律,运用Fick第二定律讨论了脱碳层深度与温度之间的定量关系.结果表明,55SiCrA钢在750～1100 ℃加热时,其脱碳层深度随着温度的升高逐渐增大,超过1100 ℃后,脱碳层深度逐渐减少,1100 ℃时脱碳层深度最深;随着保温时间越长,脱碳层深度呈抛物线增长;与时间相比,脱碳对温度更敏感;在750～850 ℃加热时,脱碳组织以全脱碳层为主;当温度超过900 ℃以后,脱碳组织以半脱碳为主,全脱碳层变得很薄,全脱碳厚度基本不随加热温度发生变化,综合考虑各方面影响因素,弹簧钢55SiCrA轧制时的加热温度应为1000～1050 ℃.     

Cr5Mo/A302异质焊接接头C扩散及其对高温蠕变寿命的影响

基于时效处理实验、微观硬度测量和Fick第二定律,对Cr5Mo/A302异质焊接接头的C扩散行为进行研究,随后对已存在200μm脱碳层的异质焊接接头和没有脱碳层的焊态接头进行持久实验,研究了脱碳层在不同应力水平下对接头寿命的影响.结果表明,随时效时间的延长,增、脱碳现象加剧,增、脱碳层的宽度变化均遵循抛物线型规律,实验测量结果与Fick第二定律拟合结果基本一致.预先形成的脱碳层在高应力条件下,可以成倍降低接头持久高温寿命,导致接头发生提前断裂,但是随着应力水平不断降低,断裂时间不断提高,预先形成的C扩散对接头持久寿命的影响程度不断下降,当应力降低到接头抗拉强度的36%以下后,其影响可以忽略.建立了C扩散影响因子S与应力的关系,并确定了已存在脱碳层对高温持久寿命不产生影响的临界应力值.     

Cr含量和加热温度对高铁弹条用60Si2Mn弹簧钢脱碳层的影响

通过提高高铁铁轨扣件系统中的弹条用60Si2Mn弹簧钢中的Cr元素含量,分析了不同加热温度下钢的脱碳情况,研究了Cr元素以及加热温度对60Si2Mn弹簧钢脱碳层组织形貌及厚度的影响。结果表明,Cr元素含量提高至0.35%后,弹簧钢在不同加热温度下的脱碳层厚度都有明显减少,当加热温度在900 ℃以上时只存在部分脱碳现象,且脱碳层厚度随着加热温度的升高而增加。     

60Si2Mn弹簧钢表面脱碳理论及试验研究

通过表面脱碳热力学、动力学分析,采用菲克第二定律对钢坯表面脱碳层深度进行预测,建立弹簧钢脱碳层深度理论值计算模型,研究了保温时间、加热温度对60Si2Mn弹簧钢脱碳层深度的影响,并对弹簧钢完全脱碳机制进行分析,计算出60Si2Mn弹簧钢产生完全脱碳层深度最大时的温度。同时,利用实验室加热炉对60Si2Mn弹簧钢钢坯进行加热,采用金相法测量脱碳层厚度。结果表明:60Si2Mn弹簧钢总脱碳层和完全脱碳层深度与加热时间的平方根成正比;在空气气氛中,60Si2Mn弹簧钢存在最小脱碳条件,最小脱碳条件温度范围为900~1000℃,脱碳层深度在0.01~0.12 mm之间。     

异种钢接头熔合区的脆化与断裂行为

根据分层止裂原理设计了异种钢熔焊接头的冲击断裂试样,采用示波部功定量评定了熔合区的脆化行为,利用扫描电分析了熔合区的断裂机制,并研究了不同焊接材料及焊后热处理工艺规范对熔合区脆化与断裂行为的影响。研究结果表明,焊态熔合区的脆化主要是由马氏体引起民的,其断裂机制为马氏体的解理开裂。热处理后熔合区的危险经主要是由增碳层与脱碳层引起的,熔俣区的断裂机制为析出碳化物的无特征开裂及脱碳层的沿晶开裂。对于不同     

55SiCr弹簧钢表面脱碳的研究

研究了在2%残氧下,加热温度和时间对弹簧钢55SiCr脱碳层深度和组织形貌的影响规律,并运用菲克定律讨论了脱碳层深度与温度、时间的定量关系。结果表明,55SiCr钢在500～1 200℃保温30 min后,总脱碳层深度随着加热温度的升高而增加,没有出现全脱碳;在950℃和1 150℃保温5～80 min,随着保温时间的延长,脱碳层深度呈增大趋势。相对于加热时间而言,加热温度对脱碳层深度的影响更明显。     

高速钢淬火和退火脱碳研究

本文用金相显微镜、显微硬度和电子探针等试验方法研究了M_2高速钢的淬火和退火状态试样的脱碳层及碳分布。淬火脱碳层晶粒极其粗大、硬度很低、碳化物大量减少、过渡层很薄,但基体碳含量未降低太多。退火脱碳层碳化物减少,基体碳含量明显降低,过渡层较厚。脱碳愈严重,基体碳含量愈低,过渡层愈厚。一般金相法测出的脱碳层厚度未包括过渡层。脱碳使工具的性能严重下降,甚至报废,因此,应当尽量避免产生。     

铁碳合金气-固脱碳反应研究

研究对象为初始碳含量3.2%、1 mm的铁碳合金薄带,实验进行气氛条件为300 m L/min的Ar-H_2-H_2O弱氧化气氛,以气-固反应为基本的实验方法,以此来探索该铁碳合金的相关反应现象。由实验得出,提高温度有助于脱碳反应的进行,宏观脱碳反应为表观一级反应。完全脱碳层与时间的1/2次方成良好的线性关系。温度越高,完全脱碳层越深。     

轧制复合板及焊接接头组织与力学性能

为了能够更好的指导复合材料焊接工艺的制定，采用自熔等离子弧焊、埋弧焊和钨极气体保护焊3种焊接方法进行组合焊接。焊后通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱仪等分析方法，分析了轧制复合板及其接头的微观组织、界面元素分布、显微硬度及拉伸性能。结果表明，基材和覆材（复合材料的耐腐蚀层）界面元素扩散层厚度约10μm，由于增碳层和脱碳层的存在，显微硬度值随之升高和降低，抗拉强度达665 MPa，断口形貌呈韧脆混合断裂特征。焊接后，基材与过渡层焊缝界面扩散层厚度约5μm，基材与覆层焊缝界面扩散层厚度约3μm；第一道覆层焊缝由于受到多道焊缝焊接热的作用，铁素体体积分数含量达65%，平均显微硬度约380 HV0.2；接头抗拉强度与复合板相比降低约11%，断口韧窝大小、深度明显减小，断裂在焊缝处。     

汽车安全带卷簧用Super6和SK5的脱碳行为研究

用金相显微组织法研究了Super6和SK5弹簧钢的脱碳行为,分析了加热温度和保温时间对两种优质汽车安全带卷簧钢脱碳层深度的影响。结果表明,在相同保温时间下,Super6弹簧钢在700℃开始脱碳,在1100℃时总脱碳层深度最大达到0.4mm,其总脱碳层深度的敏感温度为1100℃;SK5弹簧钢在950℃开始脱碳,总脱碳层在加热过程中并未出现峰值,脱碳层深度随温度的升高不断增加。此外,无论是等温或等时间加热工艺下,SK5弹簧钢的脱碳敏感性均明显低于Super6弹簧钢。     

气体渗碳数学模型及物理参数的计算

建立了平面、圆柱面和球面工件气体渗碳数学模型 :cτ=D 2 cx2 shape(x -R0 )cx ,碳的扩散系数取为温度和含碳量的函数 :D =D0 4exp[-Q RT -B(0 4-c) ];碳的传递系数取为温度的函数 :β =β0 exp(-E RT) ;内边界条件为固定碳量 ;碳势和温度取为时间的线性函数。给出了基于渗碳结果计算物理参数的数学模型。结果表明 ,将碳的扩散系数取为温度和碳的质量分数的函数 ,传递系数取为温度的函数以及通过测试渗碳后的碳浓度值计算扩散系数和传递系数中的 5个常数 ,对提高模拟计算结果的正确性非常必要。通过模拟计算还讨论了扩散系数和传递系数中有关参数对碳浓度分布的影响规律     

加热方式对30CrMnSiNi2A钢淬硬层组织的影响

研究了不同加热方式对30CrMnSiNi2A钢油淬表层组织的影响。结果表明:真空和气体保护炉加热油淬后钢表面光洁,盐浴加热表面出现轻微腐蚀,涂料保护空气炉加热表面存在残留涂料保护层。4种加热方式油淬后表层组织出现增、脱碳层。真空加热油淬后钢表层出现厚度约为55μm的增碳层,微观组织以针状马氏体为主,其它加热油淬后出现脱碳层,微观组织以马氏体+铁素体为主。4种加热均未出现合金元素的蒸发或烧损。真空和气体保护加热优于盐浴和涂料保护加热。     

5CrNiMo模具堆焊修复覆层组织与性能研究

对高压油缸支座锻件模具进行了堆焊修复研究。选用进口堆焊材料9650对热作模具钢5CrNiMo进行堆焊,对堆焊后覆层组织和性能进行了研究。结果表明:焊态下基体与焊材之间由于碳含量差异,熔合区有脱碳层的存在,覆层组织不均匀;热处理的温度和时间对覆层组织与性能都有较大影响。回火温度550℃、回火时间3 h时,覆层的组织和性能最佳,修复后模具寿命提高50%。