金属热处理

徐跃明, 李俏, 高直, 罗新民

2022, 47(1): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.001

摘要 ( 102 )

PDF (693KB) ( 63 )

围绕国际和国内应对气候变化出台的一系列政策措施,介绍了“温室气体”、“碳达峰”、“碳中和”和“碳交易”等概念,讨论了热处理碳排放来源和核算方法。按照《国家标准化发展纲要》和《2030年前碳达峰行动方案》的工作思路,提出从碳排放核算、管理及评价,热处理节能与能源管理,绿色低碳热处理,热处理质量与生产效率4个方面构建绿色低碳热处理标准体系,并将其作为“十四五”热处理标准化工作的重点,从而为支撑和引领热处理行业绿色低碳发展打下坚实的基础。

Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记忆合金中Cr₂₃C₆的析出行为

李佳蕊, 杨忠民, 赵锴, 陈颖, 曹燕光, 李昭东

2022, 47(1): 7-12. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.002

摘要 ( 98 )

PDF (612KB) ( 68 )

第二相粒子Cr₂₃C₆作为Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记忆合金中奥氏体主要强化相,对形状记忆性能起到重要影响。根据经典晶界形核长大动力学理论,分析解决包括Cr₂₃C₆相变化学自由能、界面能等一系列相关参量的理论计算及关键参数选择原则等问题。提出了Cr₂₃C₆在Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记合金奥氏体基体中沉淀析出的相对定量理论计算方法,计算结果和试验结果吻合较好。计算出的PTT曲线(沉淀量-温度-时间曲线)可以作为Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记忆合金时效处理参数选择的理论依据。

Nb-V复合微合金化高钢级管线钢的奥氏体连续冷却转变

马启林, 刘刚, 郑健, 阴树标, 李拔, 刘清友

2022, 47(1): 13-18. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.003

摘要 ( 102 )

PDF (607KB) ( 54 )

利用热模拟试验机研究了3种不同成分的Nb、V微合金化高钢级管线钢的过冷奥氏体连续冷却转变行为,绘制了动态CCT曲线,分析和比较了3种试验钢的显微组织、显微硬度值和动态CCT曲线。结果表明,0.05Nb-0.03V配比能提高多边形铁素体的开始转变温度,从Nb钢的650~700 ℃,提高到700~800 ℃,并缩小多边形铁素体温度转变区间,扩大贝氏体温度转变范围,从Nb钢的400~650 ℃,扩大到350~680 ℃,同时抑制多边形铁素体相变,使管线钢更易获得所需的贝氏体针状铁素体组织。

含铜钢奥氏体连续冷却组织转变特性的原位观察

吕金峄, 张义伟, 罗小兵, 袁晓敏

2022, 47(1): 19-24. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.004

摘要 ( 85 )

PDF (606KB) ( 32 )

采用高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位动态观察的方法,通过对动态视场下马氏体浮凸和贝氏体浮凸的鉴别,研究了含铜钢奥氏体连续冷却过程中的组织转变规律和相变点测定方法。结果表明,冷却速度由5 ℃/s升至20 ℃/s,试样的组织逐渐由贝氏体变为板条马氏体。HT-CLSM动态观察过程中,贝氏体形成速度慢,生长过程中伴有“互锁”现象,产生的浮凸较浅;随着冷速的升高,产生的马氏体浮凸有爆发性和阶段性趋势,多为成束状平行分布,且马氏体浮凸较深。当冷却速率为20 ℃/s时,动态观察下以成束马氏体形成为判据,测得Ms点为447.6 ℃,室温下组织为板条马氏体,显微硬度达到301 HV10,与其他方法测定结果相近。

Q&P钢残留奥氏体含量的热动力学计算

侯雅青, 张宇, 于明光, 王静静, 杨丽, 苏航

2022, 47(1): 25-31. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.005

摘要 ( 84 )

PDF (607KB) ( 39 )

基于CALPHAD方法建立了Q&P钢的配分扩散模型,并建立了一套特定成分在特定QP工艺下的组织转变计算任务流,通过计算QP钢一次淬火过程的马氏体/残留奥氏体含量和配分过程中残留奥氏体的碳富集量,并结合Thermo-Calc软件内置的基于吉布斯自由能的马氏体相变本构模型,预测稳定保留至室温的残留奥氏体含量。利用该模型计算文献钢种(Fe-0.2C-1.28Mn-0.37Si-0.0018B, wt%)的室温残留奥氏体含量,结果显示计算马氏体转变温度比试验数据高60 ℃,计算室温残留奥氏体含量为4.41%,与试验数据基本吻合,从而验证了该计算模型的半定量性。利用该模型进一步计算分析了碳、锰元素含量和热处理制度对AQT980和AQT1180钢一次残留奥氏体含量的影响规律,计算结果显示碳、锰元素含量的增加可使钢中相变点(A₃、Ms、Mf)温度下降;在固定淬火温度下,钢中的碳含量和锰含量增加可使一次残留奥氏体含量大幅增加;当碳、锰元素含量一定时,一次淬火温度的上升会使一次残奥含量大幅增加。

热处理工艺对疏浚工程用船体钢组织及磨粒磨损性能的影响

高亚平, 师仲然, 贾涓, 罗小兵, 宋新莉

2022, 47(1): 32-37. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.006

摘要 ( 77 )

PDF (607KB) ( 34 )

为了提高疏浚工程船用低碳低合金耐磨钢的耐磨性能,分别采用淬火+200 ℃低温回火、淬火+250 ℃配分、循环热处理3种热处理工艺对试验钢进行热处理,并借助扫描电镜与透射电镜分析组织与析出相,磨粒磨损试验机测试磨损质量损失,硬度计测试热处理钢的硬度。结果表明,试验钢淬火+200 ℃回火后得到回火马氏体,基体中有少量碳化物,回火马氏体仍呈板条状;淬火-配分试验钢得到马氏体加较多残留奥氏体;经循环热处理后,试验钢中马氏体板条消失,基体中有颗粒状(Nb,Ti)C析出相。试验钢淬火-回火后硬度为39.5 HRC,淬火-配分试验钢硬度为40.5 HRC,循环热处理试验钢硬度30.8 HRC。试验钢耐磨性与硬度成正比,试验钢经循环热处理后,磨损量最大,耐磨性能最差,淬火-回火试验钢次之,淬火-配分钢耐磨性能最好。3组试验钢磨粒磨损后试样表面均出现大量犁沟,磨损机制主要是塑性变形。

含锑低合金马氏体钢的耐磨蚀性能

王昕, 梁小凯, 孙新军

2022, 47(1): 38-43. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.007

摘要 ( 72 )

PDF (609KB) ( 21 )

利用OM和SEM对0％Sb和0.2％Sb的两种马氏体钢的微观组织与腐蚀产物进行表征,测量其硬度和力学性能,并进行腐蚀磨损试验,研究了Sb元素的加入对试验钢耐磨蚀性能的影响。结果表明:试验钢具有高抗拉强度、高硬度及良好的低温(-20 ℃)冲击性能,分别能够达到1400 MPa、40 HRC以及45 J以上,0.2％Sb钢的耐磨蚀性更好。Sb元素的加入提高了钢在酸性高氯离子及高硫酸根离子环境中的耐蚀性,保证力学性能与硬度的同时提高了耐磨蚀性能。

提高Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢超低温韧性的固溶处理工艺

邱旭扬帆, 杨卓越, 丁雅莉

2022, 47(1): 44-48. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.008

摘要 ( 70 )

PDF (612KB) ( 21 )

研究了12Cr-10Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢在1000 ℃固溶处理+750 ℃重复低温固溶处理+不同温度时效处理后的显微组织、室温强度和低温冲击性能,并用XRD分析了不同固溶和时效工艺下的残留奥氏体/逆转变奥氏体含量,对比分析了不同固溶处理工艺下时效响应强度逆转变奥氏体的析出和时效强化规律。结果表明,Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢经1000 ℃固溶处理后再进行750 ℃低温固溶处理时以α′→γ剪切逆相变形成奥氏体,不仅遗传奥氏体的晶粒形态和尺寸,且形成的奥氏体内高密度缺陷增大马氏体相变抗力,同时显著降低逆转变奥氏体的形成温度,使750 ℃固溶处理两次时残留16.4%奥氏体,再经460 ℃峰时效形成了30%以上的残留奥氏体+逆转变奥氏体,液氮温度冲击吸收能量极高,达80 J以上,并且奥氏体的高缺陷密度遗传到马氏体内增强时效强化效应,因此显著改善低温冲击性能的同时并未明显降低抗拉和屈服强度。

回火温度对新一代传动齿轮钢C61组织及性能的影响

戴彦璋, 韩顺, 厉勇, 周敏, 王春旭

2022, 47(1): 49-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.009

摘要 ( 108 )

PDF (614KB) ( 36 )

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、拉伸试验机和冲击试验机等分析手段对C61齿轮钢试样经1000 ℃淬火+回火处理后组织和碳化物的析出行为及力学性能进行了研究。结果表明,试验钢在淬火和深冷状态下,一次碳化物基本溶解,基体为板条马氏体组织,此时固溶强化作用提供了较好的强韧化基础。当回火温度为420 ℃时,析出的M₃C渗碳体为其提供了较高的强度,但这种析出相的存在对冲击性能具有较大的损伤;M₃C渗碳体会在482 ℃回火时溶解,10~20 nm尺寸的棒状M₂C碳化物在板条马氏体内的弥散析出,提供了较高强度的同时改善了冲击性能。随着回火温度的继续升高,大量逆转变奥氏体生成,不仅有效提高冲击性能,同时强度下降也更为明显;且M₂C碳化物粗化长大,第二相的强化作用降低。综合得出,试验钢在482 ℃的回火条件下能达到较好的强韧化匹配,抗拉强度和屈服强度分别为1781 MPa和1546 MPa,冲击吸收能量为97 J,硬度峰值为52 HRC。

冷拔后退火对Monel 400合金丝材的再结晶过程及力学性能的影响

张涛, 郑文杰, 李才巨

2022, 47(1): 56-62. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.010

摘要 ( 65 )

PDF (609KB) ( 22 )

使用ETM105D电子拉伸试验机对退火后的Monel 400合金丝材进行拉伸试验,并通过Matlab-MTEX软件统计再结晶体积分数的方法,研究了冷拔态Monel 400合金丝材在不同退火处理后的组织演变、力学性能及二者的关系,构建了Monel 400合金的再结晶模型,并计算其再结晶激活能。结果表明,用Matlab-MTEX软件处理EBSD数据得到的图像可以直观地呈现试样在经历退火处理后组织中晶粒的演变,以及更准确地统计再结晶的体积分数;选择825 ℃×20 min退火,可以获得较好的塑性和足够的强度。

加热温度对10CrNiCuSi钢氧化铁皮的影响

赵蕾, 李建铭, 穆晓彪, 柴希阳, 柴锋, 潘涛

2022, 47(1): 63-68. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.011

摘要 ( 73 )

PDF (607KB) ( 22 )

为改善10CrNiCuSi船板钢表面质量粗糙的问题,采用电阻炉开展了1100~1300 ℃高温氧化试验,利用弯曲试验评价了氧化铁皮的剥离性,并研究了不同温度下氧化铁皮的演变规律。结果表明,随着加热温度的升高,氧化速率增大,氧化层厚度明显增加。氧化铁皮主要由Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO和内氧化层组成,而内氧化层主要由FeNiCu、Fe₂SiO₄和FeO相组成。加热过程中Fe₂SiO₄/FeO共晶液相的产生对氧化铁皮的剥离性具有重要影响。在1100 ℃和1150 ℃条件下,内氧化层中的Fe₂SiO₄呈现颗粒状或块状弥散分布,氧化铁皮与基体之间界面平直,氧化铁皮易于剥离;在1200、1250和1300 ℃条件下,Fe₂SiO₄-FeO或Fe₂SiO₄发生熔化形成液相渗入基体和氧化铁皮中,造成界面粗糙,而锚状FeNiCu相与基体及氧化铁皮具有较好的结合力,两者的协同作用造成氧化铁皮难于剥离。因此在1100 ~1150 ℃条件下去除氧化铁皮较为合适。

Nb-V微合金化高碳钢在弹性盖板针布用钢丝上的运用

卓城之, 高丽, 顾炜华, 雍岐龙, 陆忠

2022, 47(1): 69-72. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.012

摘要 ( 63 )

PDF (606KB) ( 14 )

通过对比添加Nb前后72B钢丝的显微组织、拉伸曲线、弯曲次数分析了钢丝的基本性能变化。结果表明,与72B钢丝相比,添加Nb后钢丝成品的晶粒度从12.5~13级升高至14~14.5级;屈服强度从1745.8 MPa提升至2108 MPa, 提高了约20.7%;抗拉强度从1930.7 MPa提升至2209.5 MPa, 提升了14.4%;断裂前的弯曲次数从1041次增加到1335次,增加了28.2%。说明钢丝在盖板针布的工作环境下具备更好的耐磨性,可以显著提高盖板针布的使用寿命。通过现场试验的验证,新材料钢丝制成的盖板针布的寿命提升了约30%。

Co微合金化对M2高速钢组织和性能的影响

李亮军, 张家敏, 迟宏宵, 周健

2022, 47(1): 73-78. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.013

摘要 ( 53 )

PDF (607KB) ( 27 )

采用洛氏硬度计、扫描电镜和透射电镜等方法研究了在M2高速钢中添加微量Co对其回火组织和性能的影响。结果表明,两种试验钢回火之后的组织都为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物。添加0.82%(质量分数,下同)Co使得M2高速钢的峰值硬度提高了约0.3 HRC,使600 ℃保温48 h之后的红硬性提高了约0.8 HRC,可以看出微量Co添加对M2高速钢的硬度和红硬性的提升效果不大,抗弯强度提高了约950 MPa,而使得M2高速钢的韧性略有降低,均为脆性断裂。通过对试验钢中的碳化物进行观察发现,两种试验钢析出的一次碳化物主要为大颗粒的MC型和M₆C型碳化物,通过TEM分析之后发现,添加0.82%的Co使得试验钢中马氏体板条上长条针状M₂C型的二次碳化物析出数量增多。

21Cr节镍型双相不锈钢高温形变过程的静态软化分析

崔聪, 高飞, 高野, 刘振宇

2022, 47(1): 79-87. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.014

摘要 ( 59 )

PDF (608KB) ( 18 )

采用热模拟研究了21Cr双相不锈钢在高温变形道次间隔时间内的静态软化行为,讨论了变形温度、应变速率和变形程度对静态再结晶行为及微观组织的影响。结果表明,变形条件通过影响两相内部应变分配进一步影响双相不锈钢静态软化行为。随着变形温度和变形程度增加,铁素体相内承担的应变增加,铁素体内部再结晶程度增加,促进双相不锈钢的静态软化程度增加;而随着应变速率的增加,试验钢静态软化率的变化规律与奥氏体相承担的应变变化规律相同,都呈现出先降低后升高的变化趋势,奥氏体相在应变速率为1 s^-1时的内部再结晶程度最低。21Cr双相不锈钢静态再结晶激活能约为301 kJ/mol。

高Nb-Ti新能源汽车用无取向硅钢热轧过程的再结晶行为

范合合, 金自力, 任慧平, 游兴华

2022, 47(1): 88-93. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.015

摘要 ( 68 )

PDF (607KB) ( 20 )

利用蔡司显微镜和Nano Measurer金相分析软件,研究了不同加热温度下新能源汽车用高Nb-Ti无取向硅钢显微组织的演变规律,并利用ICP-MS对不同加热温度下Nb、Ti的固溶量进行检测分析;然后采用热模拟方法研究了热轧过程中试验钢的再结晶行为。结果表明:随着加热温度升高,试验钢的晶粒尺寸增加明显,而Nb、Ti的固溶量仅略有增加。当加热温度为1230 ℃、变形温度分别为1100、1050、1000 ℃时,在应变速率0.1 s^-1、变形量30%和应变速率1 s^-1、变形量80%的条件下单道次压缩后的试验钢均未发生动态再结晶行为,而在应变速率为1 s^-1、变形量为40%的条件下,在1100 ℃及1050 ℃单道次压缩后再保温30 s以上时有静态再结晶行为发生,显微组织大部分为等轴晶粒,但是在1000 ℃变形单道次压缩后再保温50 s的显微组织仍以未再结晶的长条晶粒为主。

2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图

何婵, 邹德宁, 赵洁, 陈兴润, 钱张信

2022, 47(1): 94-99. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.016

摘要 ( 61 )

PDF (619KB) ( 16 )

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了热变形温度为950~1200 ℃、应变速率为 0.01~10 s^-1条件下2507超级双相不锈钢的热压缩变形行为,并借助光学显微镜观察了不同变形过程中的微观组织演化。基于试验数据分析,建立2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图。结果表明:流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐降低,在高应变速率下,流变曲线出现“类屈服平台”。试验钢的热变形激活能为414.57 kJ·mol^-1,应力指数为4.18,峰值应力本构方程为ε·=3.69×10¹⁵[sinh(0.0101σ)]^4.18exp-414.57RT,根据微观组织分析及热加工图确定出试验钢的最佳热加工区域为热压缩温度1060~1120 ℃,应变速率0.01~0.1 s^-1。

Ni含量对EQ70海洋工程用钢CCT曲线的影响

陶素芬, 吴浩, 孙桂林, 陈龙, 陈波

2022, 47(1): 100-105. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.017

摘要 ( 59 )

PDF (606KB) ( 18 )

采用DIL805A热膨胀仪测定了Ni含量分别为1.53%、1.72%、1.81%、2.06%的EQ70海洋工程用钢在不同冷速下的热膨胀曲线,结合组织观察和维氏硬度测定绘制其连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5 ℃/s以下,试验钢的组织为贝氏体,冷速超过2 ℃/s时,组织全部转变为马氏体。随着Ni含量增加,试验钢的Ac₃几乎不变,Ac₁和Ms降低,贝氏体转变的温度区间缩小,贝氏体转变的冷速范围扩大,贝氏体的形貌也发生变化,马氏体形貌没有发生明显变化。

1Cr18Ni9钢螺旋压缩弹簧应力松弛机理

农鑫, 高金忠, 吴俊武, 师春生, 赵乃勤

2022, 47(1): 106-112. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.018

摘要 ( 63 )

PDF (575KB) ( 23 )

为了揭示1Cr18Ni9奥氏体不锈钢螺旋压缩弹簧的抗应力松弛性能优异的主要原因,在100、140、180和220 ℃下分别对弹簧进行了长达960 h的应力松弛试验。结果发现,经过松弛试验后,弹簧的自由长度变化较小。松驰温度为100 ℃时,在松驰过程中一阶段和二阶段间的拐点相较于其他松驰温度不明显,这是由松驰机理不同所导致的。此外,1Cr18Ni9奥氏体不锈钢螺旋压缩弹簧在100 ℃松弛时的塑性变形方式以位错的多滑移为主,而在更高的温度则以多滑移和孪生的方式发生塑性变形。

无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮钢的高温塑性变形行为

王英虎, 郑淮北, 宋令玺, 白青青, 姚斌, 王利伟

2022, 47(1): 113-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.019

摘要 ( 153 )

PDF (573KB) ( 19 )

采用Gleeble-2000热模拟试验机对无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,用扫描电镜和能谱仪对拉伸试样断口及断口附近的组织进行分析,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的高温塑性变形行为。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1150 ℃,第Ⅲ脆性区为800~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区。第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为M₂(C, N)析出相及Al₂O₃夹杂物引起的。试验钢的高温抗拉强度随温度升高而逐渐降低,断面收缩率在1000~1150 ℃温度范围内表现出极佳的热塑性,温度超过1150 ℃后断面收缩率逐渐下降,因此0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内断面收缩率均在73%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。

稀土Ce对310S奥氏体耐热不锈钢高温氧化行为的影响

焦军红, 李鑫, 刘振宇

2022, 47(1): 120-124. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.020

摘要 ( 47 )

PDF (572KB) ( 17 )

采用热重分析法对不同稀土Ce含量的310S奥氏体耐热不锈钢高温氧化行为进行了系统研究,通过氧化增量曲线分析了相同温度下试验钢的氧化增量规律,并采用场发射电子探针(EPMA)表征氧化膜断面结构及元素分布,同时采用X射线衍射仪(XRD)分析氧化膜的物相组成。结果表明:在循环氧化初期,试验钢的高温氧化增量曲线遵循抛物线规律。试验钢的氧化膜由外层(Cr,Mn)₃O₄“尖晶石”型氧化物和内层Cr₂O₃氧化物组成。适量的稀土元素Ce能促进氧化物/基体界面处的应力释放,同时减少并延缓氧化膜与基体界面孔洞的形成,因而提高氧化膜的抗剥落性。

Ti微合金化对22MnB5热成形钢组织和性能的影响

朱赫男, 陈刚, 杨佳伟, 张志建

2022, 47(1): 125-129. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.021

摘要 ( 62 )

PDF (572KB) ( 20 )

通过热膨胀试验、显微组织分析和硬度测试,分析了冷却速率和Ti元素对两种22MnB5热成形试验钢相变温度、显微组织、析出相以及硬度等的影响,并绘制了CCT曲线。结果表明,当冷却速率低于5 ℃/s时,试验钢的显微组织主要为铁素体和珠光体;冷却速率达到5 ℃/s后开始形成贝氏体;冷却速率达到30 ℃/s时,获得单一马氏体组织。Ti微合金化可降低Ms点,并通过析出Ti(C, N) 相细化奥氏体晶粒,从而获得细小的马氏体板条,产生的析出强化和细晶强化效应提高了试验钢的强度。

冷却条件对5E83铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

李昂, 高坤元, 文胜平, 黄晖, 聂祚仁

2022, 47(1): 130-134. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.022

摘要 ( 59 )

PDF (576KB) ( 24 )

通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、显微硬度试验和拉伸试验,研究了转速为400、800、1200 r/min时,水冷和空冷对5E83铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响。结果表明,与空冷条件相比,水冷条件下搅拌摩擦焊接头产生的飞边减少,洋葱环形成区域缩减、焊核区的硬度明显提高。当转速为800 r/min时,与空冷条件相比,水冷条件下接头的抗拉强度提高,接头效率提高11%,硬度提高11%,同时焊核区的平均晶粒尺寸减小43%,但空冷条件下接头断口的韧窝大而深,塑性较好,水冷条件下的断口韧窝小而浅,塑性下降。

Al-Zn-Mg-Cu铝合金厚板搅拌摩擦焊接头搅拌区微观组织

强菲, 王文, 张婷, 杨娟, 蔡军, 王快社

2022, 47(1): 135-141. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.023

摘要 ( 60 )

PDF (573KB) ( 39 )

采用搅拌摩擦焊接(Friction stir welding, FSW)技术对20 mm厚Al-Zn-Mg-Cu铝合金板材进行了焊接,随后采用热电偶、电子背散射衍射技术和透射电镜等手段研究了接头的温度分布和搅拌区沿厚度方向微观组织的不均匀性。结果表明,焊接峰值温度沿板材厚度方向逐渐降低。距焊缝中心10 mm处,板材表面焊接峰值温度最高为430 ℃,板材底面峰值温度最低为302 ℃。温度梯度是导致晶粒尺寸沿厚度方向逐渐减小的主要原因,晶粒细化是连续动态再结晶、不连续动态再结晶和几何动态再结晶综合作用的结果。搅拌区晶粒没有明显的择优取向,且该区域的析出相发生溶解再析出,析出相主要为η′相。

55%SiC_p/2024Al复合材料时效过程的微观组织与力学性能

崔岩, 董和谦, 曹雷刚, 杨越, 蒙毅

2022, 47(1): 142-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.024

摘要 ( 64 )

PDF (573KB) ( 23 )

选用粒径为12 μm的SiC颗粒和19 μm的2024铝合金粉末,采用热等静压工艺制备体积分数为55%的SiC_p/2024Al复合材料,研究固溶时效处理对SiC_p/2024Al复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,真空热等静压法制备的复合材料组织致密,SiC颗粒与铝合金结合良好。时效过程中SiC_p/2024Al复合材料呈现出双峰时效行为,与铝合金相比,复合材料提前达到峰时效状态,此时基体中主要强化相为θ″相与S″相。与烧结态相比,复合材料硬度从255 HBW提高到281 HBW,抗弯强度从633 MPa提高到747 MPa。

高强韧热作模具钢SR19的组织与力学性能

胡涛, 吴日铭, 李方杰, 项少松, 黄山

2022, 47(1): 149-155. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.025

摘要 ( 76 )

PDF (569KB) ( 24 )

通过冲击试验、硬度测试、显微组织观察和断口分析研究了不同淬火、回火工艺对SR19热作模具钢微观组织及力学性能的影响,并与H13钢进行了对比。结果表明:960~1060 ℃温度范围内淬火时,SR19钢的硬度比H13钢高3~4 HRC;在高于540 ℃回火时,相同温度下SR19钢的硬度比H13钢要高0.5~1.0 HRC,且SR19钢回火后的冲击吸收能量比H13高40~50 J。增Mo加W增加了纳米析出相的数量,提高了抗回火软化能力和冲击性能。SR19钢的最佳热处理工艺为1020 ℃油淬、560~600 ℃回火,此工艺下的硬度为50.9~54.8 HRC。

回火时间对高强抗震耐火钢板组织与力学性能的影响

陆春祥, 林田子, 曹建春, 高鹏, 詹放, 刘星

2022, 47(1): 156-162. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.026

摘要 ( 97 )

PDF (570KB) ( 36 )

采用OM、SEM、TEM、拉伸试验和冲击试验等,研究了600 ℃回火不同时间对690 MPa级高强抗震耐火钢板的力学性能、微观组织及析出行为的影响。结果表明,不同回火时间对耐火钢板的力学性能和微观组织有重要影响。耐火钢板经过600 ℃回火后强度稍有降低,但伸长率增大,屈强比降低,综合力学性能提高,低温冲击吸收能量随回火时间的延长而降低。最优回火保温时间为15 min,此时试验钢板的屈服强度为976 MPa、硬度为396 HV,-40 ℃冲击吸收能量为164 J,其组织由贝氏体+铁素体+少量马氏体构成,在马氏体和铁素体中均存在位错和细小析出相,析出相为富Nb的Nb、Ti复合碳化物,发挥沉淀强化作用;当保温时间延长至60 min后,析出大量细小Nb、Ti和Mo复合碳化物,但此时的沉淀强化作用不能弥补铁素体造成的强度损失,所以在相同温度回火过程中,随着回火时间的延长,抗拉强度和硬度下降。

固溶处理对Cu-Cr-Zr合金组织与性能的影响

马玉霞, 党淑娥, 陈慧琴

2022, 47(1): 163-166. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.027

摘要 ( 52 )

PDF (569KB) ( 15 )

对热轧态Cu-1.0Cr-0.1Zr合金在电阻炉中进行了不同温度不同保温时间的固溶处理,并对固溶后合金的组织与性能进行了检测,分析了固溶温度与时间对该合金组织性能的影响。结果表明:固溶后合金组织性能由回复、再结晶、未溶粒子回溶与晶粒长大综合影响;随固溶温度升高,合金的硬度先大幅下降,后不断上升,而导电率不断下降;随固溶时间的延长,合金的硬度呈抛物线升高并趋于平缓的趋势,导电率的变化则与之相反。在固溶温度为950 ℃,固溶时间为120 min时,固溶基本完成,此时硬度为58.9 HBS,导电率为50%IACS。

均匀化温度对K465合金组织与性能的影响

王树森, 王振江, 高明远, 柴宏宇, 曹夕, 桑志茹

2022, 47(1): 167-171. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.028

摘要 ( 78 )

PDF (572KB) ( 30 )

通过对K465镍基高温合金不同温度均匀化处理后的组织形貌观察及力学性能测试,研究了均匀化温度对K465合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,在γ′相固溶温度以下(1160 ℃)均匀化后,γ′相尺寸较铸态大;在接近γ′相固溶温度(1210 ℃)均匀化后,合金中的γ′体积分数约为54%,尺寸均匀且立方化程度较高;在1260 ℃均匀化后,γ′相呈小颗粒状弥散分布,并且晶内出现胞状结构。随着均匀化温度的升高,合金的枝晶偏析情况减弱,碳化物由发达的骨架状逐渐转变为短棒状以及块状。热处理工艺为1210 ℃×4 h时合金具有最佳的综合性能。

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

王英虎, 郑淮北, 白青青, 宋令玺, 胡进, 黄博

2022, 47(1): 172-177. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.029

摘要 ( 46 )

PDF (576KB) ( 17 )

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1200 ℃,第Ⅲ脆性区为850~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区,第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M₂₃C₆、M₂(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200 ℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200 ℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。

铝板在双面喷流加热和辊底摆动过程中的温度均匀性

赵延涛, 姜泽毅, 张欣茹, 王帝杰

2022, 47(1): 178-184. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.030

摘要 ( 49 )

PDF (570KB) ( 21 )

基于辊底式铝板淬火炉加热工艺,针对板材双面多喷口气体喷流换热与内部导热的耦合问题,建立了板材喷流加热过程数理模型,研究了喷口排布、热风流量、铝板厚度和辊底摆动周期对板材表面换热及板温均匀性的影响。结果表明,喷口垂直喷流的换热效果优于倾斜喷流;垂直喷流时喷口以1/4间距错排布置时,铝板表面温度均匀性最好;喷流造成的铝板表面温度不均匀主要集中在加热前期,易造成板材的变形,且对于薄板更加显著;可采用较小的热风流量及较短的辊底摆动周期以改善铝板表面温度均匀性,减小材料的应力和应变。

钨表面WTaTiVCr高熵合金层的组织与性能

韩晓虎, 田林海, 王振霞, 黄天阳, 郑家圣, 王居庄, 唐宾, 吴玉程

2022, 47(1): 185-191. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.031

摘要 ( 69 )

PDF (578KB) ( 23 )

使用双辉等离子体渗金属技术,通过调整渗金属温度在钨表面制备了WTaTiVCr高熵合金层,使用扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计、往复摩擦试验和电化学腐蚀试验等对其组织成分、力学性能、耐磨性和耐蚀性等进行了分析。结果表明:当渗金属温度为1150 ℃、源极与阴极电压差为400 V时,可以得到含有扩散层、沉积层的复合渗金属层,其中扩散层区域各元素的原子分数为W_0.38Ta_0.14Ti_0.2V_0.2Cr_0.08,相结构为单相BCC结构,符合高熵合金层的相结构与元素组成规律。同时其表面硬度由于受到固溶强化、晶格畸变等强化机理,与纯钨相比有很大的提升,达到1300 HV0.2以上。另外,该渗金属层的平均摩擦因数为0.447,磨损率为3.43×10^-8 mm³/(N·mm),腐蚀速率为3.87 mg/(m²·h),具备一定的耐磨性和耐蚀性。综合以上结果,通过双辉技术在钨表面制备的WTaTiVCr高熵合金层可以有效提高W基体的力学性能和耐腐蚀性能。

渗铝氧化处理对CLAM钢组织和力学性能的影响

赵小军, 梁晓, 蔡圳阳, 肖来荣

2022, 47(1): 192-196. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.032

摘要 ( 50 )

PDF (573KB) ( 16 )

采用合适的渗铝氧化处理工艺在CLAM钢基体表面制备了铝化物涂层,然后利用XRD、EPMA、SEM、纳米压痕仪、室温拉伸试验机等手段研究了渗铝氧化处理前后组织和力学性能变化,尤其是涂层的相组成变化,进而详细分析了硬度变化和拉伸断口的断裂机制。结果表明,渗铝氧化处理后在CLAM钢表面形成了由约30.8 μm厚的FeAl相层和约70.7 μm厚的α-Fe(Al)固溶体层组成的铝化物涂层,最外层FeAl相的硬度最大为834.7 HV,由外向内硬度逐渐降低至315.1 HV,基体内部的硬度出现略微回升。CLAM钢在渗铝氧化前后的抗拉强度分别为581.38 MPa和555.83 MPa,断后伸长率分别为30%和28%,断裂模式由渗铝氧化前的韧性断裂变成准解理断裂。由于渗铝及氧化热处理导致的晶粒尺寸增大和第二相粒子聚集,CLAM钢在渗铝氧化后拉伸性能下降,同时在表面涂层处易产生裂纹源从而加速材料断裂。

Ti-6Al-4V合金渗氮层的生物腐蚀行为

姜雪婷, 刘港, 周县, 肖飞燕, 刘静, 杨峰

2022, 47(1): 197-201. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.033

摘要 ( 56 )

PDF (574KB) ( 15 )

采用真空感应快速渗氮技术对Ti-6Al-4V合金进行表面渗氮,将渗氮前后的试样置于SBF溶液中探究其耐蚀性。利用维氏硬度计、光学显微镜、电化学工作站、光学3D表面轮廓仪、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术对渗氮层进行测量和观察。试验结果表明:820 ℃下对Ti-6Al-4V钛合金进行真空感应渗氮处理后,渗氮层厚度达20 μm,其氮化物层硬度得到明显提高。同时,经过感应渗氮处理后样品的表面粗糙度增加。电化学试验表明经感应渗氮后Ti-6Al-4V钛合金的耐蚀性明显增强。

面向盾构机密封跑道修复的激光熔覆Fe基涂层制备工艺

卢庆亮, 王静, 戚小霞, 李燕乐, 李方义

2022, 47(1): 202-211. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.034

摘要 ( 75 )

PDF (650KB) ( 23 )

为探究激光熔覆再制造修复工艺对盾构机密封跑道磨痕的修复效果,采用送粉式激光熔覆工艺在42CrMo钢基体表面制备了Fe55铁基自熔合金涂层。基于L₁₆(4³)正交试验探究了激光功率、熔覆速率和搭接率对涂层表面形貌、横截面特征参数、稀释率、显微组织、硬度的影响规律和作用机理。极差分析表明,稀释率随激光功率和熔覆速率的增加均呈上升趋势,其中激光功率对涂层硬度影响最大,最大涂层硬度约为基体硬度的2.15倍。Fe55涂层的摩擦因数较基体明显降低,涂层耐磨性优良,其磨损体积较基体降低1.09×10^-2 mm³,主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损。

离子硬化工艺在316L不锈钢阀内件中的应用

张鹏奇, 尚洪宝, 李黎, 周志强

2022, 47(1): 212-216. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.035

摘要 ( 52 )

PDF (647KB) ( 19 )

对316L奥氏体不锈钢进行离子渗氮(PN)和离子碳氮共渗(PNC)处理,利用光学显微镜、显微硬度计、电化学工作站、粗糙度检测仪和三坐标测量仪对试样渗层厚度、显微硬度、耐腐蚀性、表面粗糙度和变形量进行讨论分析。结果表明:316L钢经离子碳氮共渗处理后的渗层硬度分布较好,可提高耐腐蚀性能。离子碳氮共渗技术可应用于阀内件(包括球芯和阀座)的表面硬化处理,在保证零件尺寸配合公差的条件下,大幅提高阀内件的表面硬度。

时效温度对Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr钛合金微观组织及力学性能的影响

谭皎, 张伯岩, 朱文光, 孙巧艳

2022, 47(1): 217-225. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.036

摘要 ( 67 )

PDF (651KB) ( 17 )

研究了Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金经过β相区固溶(880 ℃)、不同温度时效(540~620 ℃)处理后次生α相(α_s)析出形貌及其对力学性能的影响。结果表明:随着时效温度由540 ℃升高至620 ℃,合金中析出α_s相片层厚度由0.030 μm增加到0.142 μm,屈服强度由1353 MPa降低至1074 MPa,断后伸长率由2.5%升高至11.4%,即时效析出的微米级片层α_s能够显著调控合金的力学性能。此外,时效温度升高使合金的拉伸断裂由沿晶脆性断裂为主转变为韧窝穿晶为主的韧性断裂方式。Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金时效析出的片层状α_s相的厚度大于0.1 μm,合金的断后伸长率≥6%。当时效温度为600 ℃时,合金的硬度为387 HV10,抗拉强度为1182 MPa,伸长率为8.5%,具有良好的强塑性匹配。

热处理工艺对4Cr3Mo2Si1V钢组织与性能的影响

蔡著文, 李玲, 沈俞涛, 吴晓春

2022, 47(1): 226-232. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.037

摘要 ( 66 )

PDF (646KB) ( 17 )

利用热膨胀相变仪测定了新型热作模具钢4Cr3Mo2Si1V的奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,研究了其在不同淬火、回火工艺下的力学性能和显微组织。结果表明:4Cr3Mo2Si1V钢的珠光体与贝氏体的临界冷速分别为0.03 ℃·s^-1和0.8 ℃·s^-1。经淬火试验,发现该钢种在1030 ℃和1060 ℃油淬后具有较高的硬度,且晶粒未发生明显长大。随着回火温度的提高,其硬度呈现先增后降的趋势,在500 ℃回火时由于第二相粒子大量析出,析出强化作用增强,促使二次硬化现象产生,硬度达到峰值,约57 HRC。经过多组工艺对比后,发现1030 ℃淬火和600 ℃回火后的平均冲击吸收能量达到最大值,为265 J,且硬度值仍保持在52 HRC,故最终选定1030 ℃×30 min油淬+600 ℃×2 h回火两次作为4Cr3Mo2Si1V钢的最佳热处理工艺。

固溶温度与冷变形量对S32750双相不锈钢管低温冲击性能的影响

王曼, 沈强, 罗有心, 佴启亮, 王宝顺, 吴明华, 朱雄明

2022, 47(1): 233-238. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.038

摘要 ( 58 )

PDF (649KB) ( 19 )

通过金相显微镜、扫描电镜及冲击试验对S32750双相不锈钢管的显微组织和冲击吸收能量进行研究,分析了固溶温度和冷变形量对S32750不锈钢管低温冲击吸收能量和显微组织的影响。结果表明:随着冷变形量从30%逐渐增加到60%,γ相的圆度系数从7.10增加到27.25,低温冲击吸收能量逐渐增加,特别是-46 ℃冲击吸收能量增加约2倍,冲击断口形貌发生变化。随着热处理温度从1060 ℃升高到1120 ℃,γ相比例减少,低温冲击吸收能量降低,特别是-40 ℃冲击吸收能量值降低53.4%。

喷射成形7055高强铝合金的热处理工艺优化及其应用

王佳慧, 陈文浩, 张玉, 江卓奥, 王庆航, 赵玲玉

2022, 47(1): 239-244. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.039

摘要 ( 64 )

PDF (646KB) ( 32 )

基于两次挤压处理后的喷射成形7055铝合金,采用SEM、光学显微镜、硬度仪和拉伸试验机等分析手段研究了试验合金在不同时效工艺下的组织和性能。结果表明,相较于单级时效工艺,经过120 ℃×6 h+160 ℃×2 h双级时效处理后,析出相呈短棒状均匀分布于基体,其沿长度方向上的平均尺寸为500 nm,宽度方向平均尺寸为10 nm,时效峰值硬度达196.4 HV0.05。采用双级时效工艺处理的试验合金在298、398、498和598 K的抗拉强度分别为855、792、688和360 MPa,断后伸长率分别为14%、11%、9%和8%。采用该双级时效处理工艺处理的喷射成形7055铝合金应用于轮毂紧固件产品的制备,并对其进行硫酸阳极氧化处理,可使得紧固件试样同时兼具高强度、高硬度以及高耐蚀性能,有望得到更广泛的应用。

退火和退火-时效工艺对热轧中锰钢组织及性能的影响

白韶斌, 肖文涛, 牛伟强, 梁伟, 李大赵

2022, 47(1): 245-249. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.040

摘要 ( 78 )

PDF (645KB) ( 18 )

分别采用退火和退火-时效工艺来调控热轧态Fe-10.2Mn-0.41C-2.2Al-0.6V中锰钢中的奥氏体体积分数、奥氏体稳定性及VC析出来优化中锰钢的力学性能组合。结果表明,经退火-时效热处理后试验钢的屈服强度、抗拉强度和伸长率均获得提升。大量的纳米级VC颗粒是促进中锰钢屈服强度增加的主要因素。

冷轧压下率对IF钢微结构、织构及深冲性能的影响

许峰, 肖颖, 陈前, 邓长春, 孙晓寒

2022, 47(1): 250-254. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.041

摘要 ( 43 )

PDF (654KB) ( 14 )

对不同冷轧压下率IF钢进行模拟连续退火试验,研究在冷轧-退火过程中冷轧压下率对微结构和织构演变及深冲性能的影响。结果表明:冷轧变形后原始晶粒拉长变形,样品具有强α取向线织构和γ取向线织构,α取向线织构的极密度最大值随压下率(65%、72%、80%)的增加从7.7逐渐增加至13.1。模拟连续退火后发生完全再结晶,在65%、72%、80%冷轧压下率下分别生成15.6、18.8和17.6 μm的均匀等轴晶。模拟连续退火后,α取向线织构被消除,γ取向线织构变化不大,极密度最大值转移到γ取向线,且随着压下率的增加从7.8略微增大到8.6。不同压下率样品模拟连续退火后,深冲性能良好,随着压下率的增加,r-从1.77 逐渐增大至2.17,Δr从0.54降低至0.02,n-从0.284减小到0.272。

退火温度对高轧制延展率Al/IF钢多层复合材料力学性能的影响

王鸣, 李文锦, 张旭, 程丽丽, 徐洋

2022, 47(1): 255-260. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.042

摘要 ( 48 )

PDF (648KB) ( 18 )

采用叠轧焊接方法制备Al/IF钢多层复合材料,随后进行300~450 ℃退火处理,并对叠轧态和退火态的微观结构及力学性能进行分析。结果表明:叠轧态Al/IF钢多层复合材料的抗拉强度介于纯Al和IF钢之间,断裂总延伸率相对较低,退火后Al和IF钢层的硬变均高于其原材料;随着退火温度的增加,抗拉强度逐渐降低,断裂总延伸率呈先增加后减小的趋势,在350 ℃退火时,复合材料的综合力学性能最优。退火温度对Al/IF钢多层复合材料力学性能的影响主要体现在对Al层的影响上。

750 ℃退火出炉温度对QT450-10球墨铸铁组织与性能的影响

高永旺, 孔祥玲, 李鹏明, 刘越

2022, 47(1): 261-265. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.043

摘要 ( 230 )

PDF (645KB) ( 18 )

利用光学显微镜、扫描电镜等方法研究了在750 ℃退火工艺下不同出炉温度对QT450-10球墨铸铁的珠光体含量、渗碳体形态、抗拉强度以及硬度的影响。结果表明,球墨铸铁试样在经过不同出炉温度下的微观组织均由铁素体、石墨球、石墨颗粒以及少量渗碳体组成。由于珠光体的分解、渗碳体残留以及石墨颗粒的形成导致在750 ℃出炉空冷时试样的抗拉强度下降7%左右、布氏硬度下降13%左右。随着出炉温度的降低,试样残留渗碳体的分解以及石墨颗粒的长大,导致抗拉强度、硬度均有所下降,当出炉温度为100 ℃时试样的抗拉强度下降10%左右、布氏硬度下降20%左右。

热处理工艺对双金属带锯条背材30Cr4MoNiV钢组织和性能的影响

陈刚, 姚远超, 贾寓真, 苏斌, 刘国跃, 曾斌

2022, 47(1): 266-270. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.044

摘要 ( 72 )

PDF (646KB) ( 14 )

采用扫描电镜(SEM)、洛氏硬度计和万能试验机研究了双金属带锯条的背材用钢30Cr4MoNiV经1150~1190 ℃淬火和520~640 ℃回火后的微观组织和力学性能,并通过弯曲疲劳试验和锯切试验来检测30Cr4MoNiV钢的疲劳性能。结果表明:30Cr4MoNiV钢合适的淬火温度为1190 ℃,此时合金元素固溶充分且马氏体组织均匀细小;最佳回火温度为600 ℃,得到回火索氏体组织。经1190 ℃淬火+600 ℃回火3次后,30Cr4MoNiV钢的强塑积为15.64 GPa·%,弯曲疲劳性能由3745次提高到5270次,且锯切疲劳性能比进口CDW钢高25.6%。

26CrMo4钢的热处理工艺

朱林, 程向龙, 邹喜洋

2022, 47(1): 271-275. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.045

摘要 ( 100 )

PDF (649KB) ( 19 )

通过Gleeble-1500热模拟试验机测量了26CrMo4钢的相变温度,然后对其进行910 ℃水淬和400~740 ℃回火处理,并用光学显微镜、拉伸试验、硬度试验和冲击试验研究了热轧态和淬火、回火后的显微组织和力学性能。结果表明:26CrMo4钢具有优良的淬透性,910 ℃水淬可得到原奥氏体晶粒细小均匀的马氏体组织。26CrMo4钢的强度和硬度随着回火温度的提高而降低,回火温度在400~600 ℃、600~640 ℃和640~730 ℃之间时,抗拉强度随回火温度升高而下降的速率分别为1.685、1.500和2.822 MPa/℃。26CrMo4钢的冲击性能随着回火温度的升高而提高,700 ℃回火时0 ℃冲击吸收能量达到227 J,但继续提高回火温度至730 ℃时0 ℃冲击吸收能量基本保持不变。26CrMo4钢640 ℃和700 ℃回火后均具有较好的低温冲击性能,-70 ℃冲击吸收能量仍分别可达81 J和110 J。

亚温淬火对NiCrMo-3堆焊层耐磨性能的影响

武斌, 伍金荣, 柴慧, 李永坤

2022, 47(1): 276-280. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.046

摘要 ( 60 )

PDF (646KB) ( 13 )

研究了亚温淬火对NiCrMo-3堆焊层显微组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明,与未淬火试样相比,亚温淬火后NiCrMo-3堆焊层的晶粒较小,呈絮状分布。堆焊层表面的主要物相为金属间化合物CrO₂和NiFe₂O₄,基体间存在Ni、Cr元素形成的间隙化合物。亚温淬火后堆焊层的硬度较高并具有良好的耐磨性能,且强度提高,但韧性下降。亚温水淬时的摩擦因数在摩擦过程中减小,拉伸断口中的脆硬相之间有韧性带状组织。

改善35CrMnSi碟片翘曲畸变的热处理工艺

盖苗苗, 杨娟, 郑喜平

2022, 47(1): 281-283. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.047

摘要 ( 67 )

PDF (652KB) ( 15 )

利用模具加压通水冷却降低35CrMnSi碟片淬火时产生的翘曲畸变,研究了不同淬火温度和加载压力下的显微组织、畸变量和硬度。结果表明:当淬火温度为850 ℃和910 ℃、加载压力为8 MPa时,叠片的显微组织为板条状马氏体+少量针状马氏体,未观察到大块状的未溶铁素体、魏氏组织、网状铁素体和针状铁素体;最佳的热处理工艺参数为淬火温度890 ℃、加载压力10 MPa,此时碟片的畸变量为11 μm,硬度为55 HRC。由于碟片在模具中冷却时变形量受到了良好的控制,畸变量符合技术要求,一次交检合格率达到了98%,取得了满意的应用效果。

基于激光诱导击穿光谱表征GCr15钢的硬度

李铸, 张庆永, 孔令华, 练国富, 杨金伟

2022, 47(1): 284-289. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.048

摘要 ( 50 )

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利用激光诱导击穿光谱对GCr15钢不同温度回火后的光谱稳定性、特征谱线强度、等离子体温度和电子密度的变化趋势进行了分析,研究了特征谱线强度比、等离子体温度和硬度之间的关系。结果表明:不同温度回火后的样品的光谱特性和等离子体特性存在差异,但原子谱线强度均随回火温度的升高呈上升趋势,离子谱线强度均随回火温度升高呈下降趋势;特征谱线强度比和等离子体温度与样品的硬度均呈现出较好的正相关关系。表明GCr15钢热处理之后硬度可以通过激光诱导击穿光谱法测量。

2A12铝合金退火塑性低原因分析

李亚红, 戚小薇, 王锡鹏, 何芳

2022, 47(1): 290-294. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.01.049

摘要 ( 50 )

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2A12铝合金拉伸试样退火后塑性低,为找到原因,采用光谱仪、硬度计、金相显微镜以及扫描电镜对拉伸试样化学成分、硬度、显微组织及断口形貌进行检测和分析。结果表明:热挤压棒料存在各向异性,纵向和横向塑性差异较大,取样时采用横向拉伸试样代替纵向拉伸试样,是造成退火后塑性低的根本原因。

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