含氮马氏体不锈轴承钢的耐腐蚀性能

研究了含氮马氏体不锈轴承钢在盐雾腐蚀环境中的腐蚀行为,并与9Cr18不锈轴承钢进行了对比。结果表明,含氮马氏体不锈轴承钢比9Cr18不锈轴承钢有更好的耐腐蚀性能。与9Cr18不锈轴承钢相比,含氮马氏体不锈轴承钢在盐雾环境中的腐蚀形态以点蚀为主。腐蚀面积随着腐蚀时间的延长没有显著增大,当腐蚀时间达到120 h时,腐蚀面积比仅为0.44%。含氮马氏体不锈轴承钢的平均腐蚀率和腐蚀深度分别为0.026 g·m-2·h-1和2.3μm,比9Cr18不锈钢分别降低了60.6%和66.2%。含氮马氏体不锈轴承钢中尺寸细小、分布均匀的碳化物对于提高其耐腐蚀性能有重要作用。     

高氮不锈轴承钢中的碳氮化物对力学性能的影响

 440C等高碳马氏体轴承钢中由于存在大量粗大的共晶碳化物,降低其耐蚀性和疲劳性能,影响了其广泛应用。40Cr15Mo2VN作为一种新型高氮不锈轴承钢,通过降低碳含量,增加氮含量和微合金化来改善其性能。氮的加入一方面析出细小弥散的氮化物,强化了基体;另一方面改善了钢中析出的碳化物的形态、尺寸和分布,使其由原来的带状和网状连续分布变为近圆形颗粒,最大碳化物尺寸由原来的70μm以上减小到小于18μm,弥散分布,从而使Rm达到2000MPa以上,ReL达到1700MPa以上,有些超过1800MPa,表面硬度≥585(HRC),U型缺口冲击功保持在8J以上,并具有优异的耐蚀性和疲劳性能,满足轴承钢的服役要求。     

高温轴承钢中析出相的表征

高温轴承钢的性能,在很大程度上取决于钢中各种相的数量、组成和大小,轴承钢经过等温热处理,通常会形成碳化物相、金属间相等析出相。为了研究不同热处理条件下高温轴承钢中析出相的析出行为,实验选择了合适的电解条件,利用电解萃取方法将析出相从基体中分离。实验采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了提取后析出相的结构及形貌,用化学湿法和电感耦合等离子体光谱仪对析出相的分离与定量成分检测进行研究。研究结果表明:电解萃取温度对χ相萃取量影响明显,χ相在含氧化剂的弱酸中不溶,在50%(V/V)H_2SO_4中溶解。随着时效时间的增加,M_6C相明显增加,χ相减少。M_6C相呈颗粒状,粒径细小,χ相呈块状,颗粒粗大。     

32Cr3MoVE渗氮轴承钢的高应力滚动接触疲劳性能

对采用双真空熔炼制备的32Cr3MoVE轴承钢进行表面渗氮处理,利用滚动接触疲劳试验机在4.5GPa高应力下研究其滚动接触疲劳性能,分析其滚动接触疲劳破坏机制。结果表明:试验钢的有效渗氮层深度为350μm,随距表面距离的增大,渗氮层残余压应力呈先增大后减小趋势,距表面300μm处的残余压应力最大,为610 MPa;渗氮层中存在沿晶界分布的白色脉状组织;利用双参数Weibull分布计算得到其滚动接触疲劳特征寿命、额定疲劳寿命、中值疲劳寿命分别为3.040×10~8,0.357×10~8,2.083×10~8周次;试验钢的滚动接触疲劳破坏模式包括表面起裂和次表面起裂两种,表面起裂试样剥落坑的平均直径及深度均明显大于次表面起裂试样的;表面起裂试样沿表面点蚀坑或划痕处起裂,次表面起裂试样在长时间循环接触应力作用下,次表面材料性能退化,导致裂纹萌生。     

固溶温度对Cr-Co-Mo马氏体钢碳化物演变及力学性能的影响

利用SEM和TEM研究了固溶温度对Cr-Co-Mo马氏体钢碳化物演变行为及力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,基体中M₆C碳化物回溶,屈服强度下降而室温冲击吸收能量递增;原始奥氏体晶粒由于缺乏晶界上球形M₆C碳化物的钉扎作用迅速长大,细晶强化效果减弱,但晶界处裂纹源减少使得韧性提高。在1120 ℃固溶后晶粒尺寸最大,而马氏体基内析出与基体共格的纳米棒状M₂C碳化物平均粒径最小、单位面积百分数最高和颗粒间距最短,因此即使损失了细晶强化效果,但析出强化增补了强度,使得屈服强度在晶粒长大后不发生大幅下降;同时,由于共格析出提高了基体的变形协调性,韧性也未发生降低。     

充填速度与浇口对半固态AlSi7Mg合金成形过程的影响

确定半固态触变成形的边界条件,在半固态表观粘度耦合于流场的动量方程上,建立半固态AlSi7Mg充型过程的计算模型.对不同充填速度、浇口形状以及浇口设置位置下半固态成形过程进行模拟分析.结果表明:半固态合金的充填速度对流态及成形质量具有明显影响,与压铸相比,半固态浇口形状、设置位置等因素对充填流态影响相对较小,所以半固态工艺设计较为灵活.半固态压铸机的充填流量及充填压力取决于浇口面积、充填速度以及合金种类.充填速度决定半固态浆料流动形态,进而影响半固态制件的成形质量.     

高氮不锈轴承钢高温旋弯疲劳性能及损伤机制

40Cr15Mo2VN高氮不锈钢在300、400℃条件下旋转弯曲疲劳试验,结果表明,300℃条件下安全疲劳极限强度为787 MPa,400℃条件下疲劳极限强度为860 MPa,300℃条件下安全疲劳极限较400℃下降8.5%。通过SEM观察断口发现,疲劳破坏类型均为表面缺陷起裂、夹杂物起裂及基体孔洞起裂。高温下,碳化物、晶界等在热力耦合作用下成为孔洞形核的位置,孔洞长大连接成微裂纹,成为裂纹萌生扩展的主要原因,300较400℃条件下安全疲劳极限下降的主要原因是蠕变孔洞聚集程度高,容易连接成微裂纹,导致疲劳失效。     

G13Cr4Mo4Ni4V轴承钢的拉压疲劳性能与失效过程研究

对G13Cr4Mo4Ni4V轴承钢微观组织和轴向拉压疲劳试验结果进行分析,揭示了疲劳裂纹的萌生与扩展机理,并对比分析了渗碳处理对该钢拉压疲劳性能的影响。结果表明：G13Cr4Mo4Ni4V轴承钢轴向拉压疲劳强度为610 MPa,起裂源于表面滑移带、内部团簇碳化物和夹杂物;渗碳处理影响轴承钢的疲劳寿命,当引起裂纹萌生的缺陷位于渗碳层时,缺陷位置所承受的应力大于平均拉应力,渗碳处理会降低试样的疲劳寿命;当引起裂纹萌生的缺陷位于试样内部时,缺陷位置所承受的应力小于平均拉应力,渗碳处理会显著提高试样的疲劳寿命。     

高氮不锈轴承钢高温旋弯疲劳性能及损伤机制

摘要：40Cr15Mo2VN高氮不锈钢在300、400℃条件下旋转弯曲疲劳试验，结果表明，300℃条件下安全疲劳极限强度为787MPa，400℃条件下疲劳极限强度为860MPa，300℃条件下安全疲劳极限较400℃下降85%。通过SEM观察断口发现，疲劳破坏类型均为表面缺陷起裂、夹杂物起裂及基体孔洞起裂。高温下，碳化物、晶界等在热力耦合作用下成为孔洞形核的位置，孔洞长大连接成微裂纹，成为裂纹萌生扩展的主要原因，300较400℃条件下安全疲劳极限下降的主要原因是蠕变孔洞聚集程度高，容易连接成微裂纹，导致疲劳失效。     

M50NiL轴承钢渗层碳化物特征与滑动磨损行为的研究

摘要：研究了M50NiL轴承钢在不同磨损时间和外加应力作用下的磨损行为和机制。结果表明：渗碳层组织为孪晶马氏体和近球状MC、M23C6和棒状M2C型碳化物。外加应力对钢的磨损形式与形貌具有显著影响，钢的磨损形式为轻微粘着磨损和磨料磨损，摩擦因数较快保持稳定到0.02。延长磨损时间对钢的磨损性能与机制具有明显作用，磨损时间达到3万s，MC、M23C6、M2C脱落，部分碳化物破碎形成磨料磨损。磨损时间与外加应力耦合作用显著影响钢的磨损性能与质量，磨损时间为3000s，外加应力由0306MPa增至1530MPa，碳化物导致磨料磨损，磨损质量由025mg增至038mg；外加应力增至2142MPa，更多大尺寸碳化物脱落，导致钢的摩擦因数逐渐升高至0037，磨损质量达到033mg。