金属热处理

周泽宇, 花福安

2022, 47(12): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.001

摘要 ( 95 )

PDF (661KB) ( 83 )

将快速加热、短时间保温及快速冷却的快速热处理方法应用于钢的热成形工艺中,利用连续退火试验机对材料热处理过程进行模拟试验,研究不同工艺参数下22MnB5钢相变点的变化规律以及组织与性能的演变规律,并揭示其机理。结果表明,加热速率增大提高了相变点温度,加热温度需要大于950 ℃才能保证完全奥氏体化。传统热成形工艺最终组织为全马氏体结构,而快速热处理工艺为马氏体、贝氏体和未溶碳化物共同组成的组织,且晶粒尺寸从11.50 μm细化至7.60 μm。在1000 ℃保温10 s时力学性能表现较好,此时抗拉强度相较于传统热成形工艺略有提高,且伸长率从6.39%提高至8.44%,产生这种具有优异性能的组织构成的原因与快速加热和短时间保温导致的成分不均匀有关。

高温时效对P91钢组织及硬度的影响

张开, 王学, 倪满生, 刘俊建, 杜成超

2022, 47(12): 7-12. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.002

摘要 ( 103 )

PDF (581KB) ( 42 )

对P91钢进行了650 ℃×2935 h的时效试验,测试了时效过程中的硬度变化,并分析了显微组织变化对硬度的影响。结果表明,在时效前期,由于M₂₃C₆的析出,导致硬度略有上升。在后续的时效中,M₂₃C₆发生熟化,数量密度降低;同时,亚晶缓慢长大,位错密度略微降低,使P91钢的硬度缓慢下降。根据时效过程中的组织和硬度变化,可以预测P91钢在不超过600 ℃的条件下服役时,有较好的组织和性能稳定性。

淬火-长分配工艺对V-Ti-N微合金化高强钢组织和性能的影响

孙鼎博, 黄雪飞

2022, 47(12): 13-18. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.003

摘要 ( 60 )

PDF (581KB) ( 25 )

使用扫描电镜、X射线衍射仪、万能试验机和冲击试验机研究了淬火-长分配(Q-LP)工艺对V-Ti-N微合金化高强钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢经一步Q-LP和两步Q-LP工艺处理后,其显微组织均由马氏体、残留奥氏体和少量贝氏体组成。随着分配时间的延长,各试样中残留奥氏体含量均减少,但在相同分配时间下,两步Q-LP试样中的残留奥氏体含量高于一步Q-LP试样。一步Q-LP试样的屈服强度随分配时间的延长而降低,而伸长率和冲击性能随分配时间的延长而增加,分配时间为60 min时获得最佳的综合力学性能。两步Q-LP试样的屈服强度、伸长率和冲击性能随分配时间的延长先增加而后趋于稳定,分配时间为30 min时获得最佳的综合力学性能。在同一分配时间下,经两步Q-LP工艺处理的试样展现出的综合力学性能优于经一步Q-LP工艺处理的试样。相较于一步Q-LP试样,两步Q-LP试样中更多的残留奥氏体,以及更高分配温度导致的组织软化和残余内应力的释放,是提高其性能的关键。

热处理对Fe-36Ni因瓦合金箔热膨胀及力学性能的影响

蔡晨, 谷宇, 李静媛

2022, 47(12): 19-27. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.004

摘要 ( 49 )

PDF (593KB) ( 55 )

研究了60 μm厚Fe-36Ni因瓦合金箔冷轧态、退火态及淬火态的热膨胀行为及力学性能演变规律和作用机理。结果表明,冷轧态合金具有最小的热膨胀系数,淬火态次之,退火态热膨胀系数最大;热处理可有效提高合金的居里温度T_c,从而增大使用温度范围,900 ℃保温1.5 h淬火试样具有最优的热膨胀性能($\bar{α}$_{(20-100 ℃)}=1.02×10^-6 K^-1,T_c=276 ℃),自由取向晶粒的增加是导致合金热膨胀系数增大的原因。与冷轧态相比,热处理后合金发生完全再结晶,并产生退火孪晶伴随有晶粒尺寸的变化和∑3ⁿ晶界比例快速升高,其中800 ℃保温1.5 h淬火试样的晶粒最细小(6.6 μm),∑3ⁿ晶界占比最高,具有最高的屈服强度(267 MPa)和抗拉强度(414 MPa)。淬火处理试样的综合性能优于退火试样。相同热处理方式下,升高热处理温度,一方面降低热膨胀系数,提高居里温度;另一方面也降低了强度。

选区激光熔化制备AlCoCrFeNi高熵合金的成形性能

魏水淼, 马盼, 张志宇, 方亚成, 杨植禄, 张楠

2022, 47(12): 28-35. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.005

摘要 ( 48 )

PDF (584KB) ( 50 )

采用选区激光熔化(SLM)技术制备了AlCoCrFeNi高熵合金,研究了激光工艺参数对成形性、致密度、微观组织以及力学性能的影响。结果表明,随体能量密度的增加,致密度逐渐增加,最佳的SLM参数为激光功率50 W,扫描速度300 mm/s,扫描间距70 μm,层厚30 μm。铸态和SLM态合金是由无序BCC相(A2)和有序BCC相(B2)组成的双相体心立方结构,由于细晶强化作用,选区激光熔化试样具有比铸态试样更高的显微硬度,但是压缩屈服强度降低,原因是选区激光熔化合金中存在裂纹、孔洞等缺陷。

退火温度对轧制变形镁锂合金组织与力学性能的影响

徐维健, 王思雨, 王丙兴

2022, 47(12): 36-42. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.006

摘要 ( 47 )

PDF (587KB) ( 24 )

研究冷轧(压下量75%)及150、200、250和300 ℃等温退火1 h后Mg-8Li-1Al-0.5Sn合金的组织演变、力学性能以及变形机理。结果发现,合金伸长率随退火温度升高先增加再降低。退火温度为200 ℃时,合金伸长率达到最佳,为40%,相较冷轧态,强度无弱化表现,为212 MPa,伸长率提高24.4%。合金塑性的提升主要是由于退火促进合金内α相由带条状向竹节状转变,缓解应力集中,同时促进β相发生静态再结晶和晶粒细化。此外,α相轧制织构在退火过程中发生角度偏转,保留了有利于滑移的{1010}晶面织构,也对合金伸长率的提升起到促进作用。

固溶处理对316H不锈钢中厚板晶粒度的影响

庄迎, 尹嵬

2022, 47(12): 43-48. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.007

摘要 ( 75 )

PDF (587KB) ( 26 )

将300 mm厚316H不锈钢电渣锭锻造坯轧制成50 mm厚钢板,选取晶粒度为5、6、7和9级的原始晶粒,进行了1000 ℃固溶60 min和120 min、1050 ℃固溶30 min和60 min、1100 ℃固溶20、40和60 min。结果表明,获得晶粒均匀的完全再结晶热轧态组织是获得晶粒均匀固溶态组织的必要条件,热轧态混晶或者有部分再结晶的组织,通过固溶处理不能获得晶粒均匀的固溶态组织。热轧态晶粒均匀的钢板,通过合理匹配固溶温度与时间,晶粒能够均匀长大,厚度为20~50 mm的316H不锈钢中厚板合理的固溶制度为1050 ℃保温30~60 min,1100 ℃保温20~40 min,可根据热轧态组织及用户需求调整固溶时间获得理想的晶粒度级别。

盐浴渗氮处理对FeCrMnNiAl_0.2Ti_0.1高熵合金组织及性能的影响

刘意, 甘章华, 吴传栋, 倪倩, 王佳敏

2022, 47(12): 49-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.008

摘要 ( 47 )

PDF (587KB) ( 21 )

采用盐浴渗氮的化学热处理方法对FeCrMnNiAl_0.2Ti_0.1高熵合金进行表面强化,主要工艺为预热+盐浴渗氮+氧化,研究渗氮温度对渗层和性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪研究不同渗氮温度下高熵合金的组织结构和物相,利用显微硬度计和W-2000摩擦磨损试验机分别测量硬度和耐磨性。结果表明,经过盐浴渗氮后,高熵合金表面形成含氮化物和氧化物的复合渗层,渗氮层深度最高为27.1 μm,硬度最高可达1080.0 HV0.2。盐浴渗氮可以有效提高高熵合金的耐磨性,改善摩擦学行为,640 ℃渗氮试样的磨损率仅为0.025 mm³/(N·m),与铸态相比降低了约76.7%。

热处理对稀土5Cr钢组织及析出相的影响

李涛, 许涛, 韩强, 孙昊, 白岩松, 梁占磊

2022, 47(12): 56-61. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.009

摘要 ( 48 )

PDF (583KB) ( 20 )

以稀土5Cr钢为对象,研究了热处理工艺(870、900、930 ℃保温50 min水淬,670、690、710 ℃保温90 min回火)对其组织及第二相析出行为的影响。结果表明,试验钢经870 ℃淬火后,组织未完全奥氏体化;随着淬火温度的升高,试验钢完全奥氏体化,原始奥氏体平均晶粒尺寸从900 ℃的13.49 μm增大到930 ℃的15.01 μm,且组织均匀性明显下降。合适的淬火温度为900 ℃。在670~710 ℃回火后,组织分布为回火屈氏体、回火屈氏体+回火索氏体、回火索氏体。回火后第二相为分布在基体上的Cr₇C₃碳化物及在界面聚集的Cr₂₃C₆碳化物。随着回火温度的升高,Cr₂₃C₆碳化物比例逐渐增加。为避免回火过程中M₂₃C₆型碳化物的聚集和粗化,合适的回火温度为690 ℃。

固溶时效处理对TC11钛合金显微组织和硬度的影响

朱宁远, 陈世豪, 廖强, 陈秋明, 赖文坤, 左寿彬

2022, 47(12): 62-66. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.010

摘要 ( 149 )

PDF (582KB) ( 43 )

研究了在相同时效处理制度下,不同的固溶温度、固溶时间对粗锻态TC11钛合金棒材显微组织和显微硬度的影响。结果表明,对TC11钛合金在相变点以下进行固溶处理时,随着固溶温度的升高,等轴初生α相的含量增多;当固溶温度接近相变点时,等轴初生α相的含量迅速减少;当固溶温度为950 ℃时,随着固溶时间的增加,晶界α相开始长大,片状α相转变为块状α相与等轴α相的混合组织;当固溶时间一定时,TC11钛合金的硬度随着固溶温度的升高呈现出先下降然后逐渐趋于稳定的趋势;在固溶温度为950 ℃,固溶时间为120 min时的硬度达到最高。

淬火加热温度对超细晶Q&P钢组织性能的影响

郭昊东, 唐正友, 赵利, 管国富, 游泽宇, 丁桦

2022, 47(12): 67-73. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.011

摘要 ( 62 )

PDF (579KB) ( 22 )

研究了淬火加热温度对超细晶Q&P钢微观组织、元素分布、残留奥氏体体积分数和力学性能的影响。结果表明,当淬火加热温度升高时,铁素体含量逐渐减少,马氏体含量升高,残留奥氏体含量呈现先增加后减少的趋势,高淬火加热温度下C元素的扩散速率加快,残留奥氏体的机械稳定性更好。软相铁素体的存在为试验钢提供了良好的韧性。当淬火加热温度为820 ℃时,Q&P钢的综合力学性能最好,抗拉强度为863 MPa,伸长率为26.1%,强塑积为22.5 GPa·%。

冷却工艺对40CrMoNbVTi钢组织和性能的影响

孙永真, 程巨强, 李玫萱

2022, 47(12): 74-77. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.012

摘要 ( 58 )

PDF (579KB) ( 51 )

研究了冷却工艺对40CrMoNbVTi钢组织和性能的影响。结果表明,780 ℃淬火油冷、550 ℃回火后试样具有较高的抗拉强度和冲击吸收能量,分别为1250 MPa和78.63 J;20%聚乙二醇商用淬火液冷却后的抗拉强度为1140 MPa,冲击吸收能量为80.7 J;油冷及20%聚乙二醇淬火液冷却后组织为索氏体组织和少量的铁素体。860 ℃淬火雾冷/空冷+550 ℃回火后试样的抗拉强度分别为1010 MPa和945 MPa,冲击吸收能量分别为35.7 J及38.4 J,组织为回火索氏体或粒状贝氏体。780 ℃淬火油冷/商用淬火液冷却是较为合适的淬火冷却工艺。780 ℃淬火油冷/20%聚乙二醇淬火液冷却+550 ℃回火后冲击断裂机制为韧性断裂,860 ℃淬火雾冷/空冷550 ℃回火后冲击断裂机制为脆性断裂,增加淬火冷却速度可以改善冲击断口形貌。

时效时间对Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金组织及性能的影响

刘敬福, 尹康, 鹿超超, 庄伟彬

2022, 47(12): 78-83. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.013

摘要 ( 36 )

PDF (582KB) ( 18 )

对真空熔炼制备的Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金在150 ℃分别时效2、4、8 h,研究时效时间对合金组织及性能的影响。结果表明,时效可以改善合金的微观结构,时效初期合金中的MgZn₂相逐渐转化为Mg₂Zn₁₁相。电化学测试结果表明,时效4 h后合金耐腐蚀性能最佳,自腐蚀电位为-942.844 mV,自腐蚀电流密度为13.34 μA/cm²,微孔电阻为1894 Ω·cm²,电荷转移电阻为1613 Ω·cm²。时效4 h后合金腐蚀产物主要由具有优良的生物相容性的磷酸锌(钙)、碳酸锌(钙)和氢氧化锌组成。

深冷处理对镐型截齿硬度、耐磨性和冲击性能的影响及其优化

张海东, 闫献国, 董良, 张洁, 赵学文

2022, 47(12): 84-89. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.014

摘要 ( 43 )

PDF (579KB) ( 21 )

在镐型截齿传统钎焊—热处理工艺中引入深冷处理技术,形成钎焊—热处理—深冷处理新工艺,并以深冷温度和深冷时间为深冷处理主要工艺参数,使用全因子方法设计深冷处理试验方案,测试镐型截齿齿头部位和齿体部位硬度,测试镐型截齿齿体冲击性能,对镐型截齿整体进行截割岩料试验测试耐磨性,以研究深冷处理对镐型截齿硬度、耐磨性和冲击性能的影响规律,并寻求最优深冷处理工艺。结果表明,深冷处理对镐型截齿硬度影响不显著,对冲击性能有轻微不利影响,但显著提高了镐型截齿的耐磨性。镐型截齿综合性能最优时的深冷处理工艺为深冷温度-196 ℃、深冷时间12 h,此时冲击吸收能量仅降低1.2 J,而耐磨性提高41.6%。

时效对ADC12压铸铝合金组织和性能的影响

马冬威, 李文巧, 张元好, 史秋月, 吴小峰, 吴成杰

2022, 47(12): 90-94. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.015

摘要 ( 100 )

PDF (579KB) ( 28 )

通过微观组织观察、拉伸性能测试和尺寸稳定性测试等研究了时效工艺对ADC12压铸铝合金微观组织、力学性能和尺寸稳定性的影响。结果表明,随时效时间或温度增加,合金内部逐渐弥散析出强化粒子相,合金强度呈上升趋势;进一步增加时效时间或温度,强化粒子相开始聚集长大,合金强度下降。在时效后的保温处理过程中,影响试样尺寸的因素主要有两个,一是残余应力,二是固态相变。时效温度较低或时间较短时,残余应力消除造成的试样尺寸变长占据主导地位,试样尺寸伸长。随时效时间或温度增加,固态相变造成的试样变短占据主导地位,试样尺寸变化由正值转为负值,即试样缩短。综合考虑合金的拉伸性能、经济效益及尺寸变化尽量小的原则,ADC12合金合适的时效工艺为200~220 ℃×4 h或220~240 ℃×2 h。

淬火冷却规范对G50钢微观组织和力学性能的影响

高齐, 杨卓越, 王敖

2022, 47(12): 95-98. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.016

摘要 ( 38 )

PDF (583KB) ( 26 )

借助转子钢冷却过程实测温度变化,制订了不同直径棒材心部冷却规范,研究了G50超高强度钢在奥氏体化后以不同冷却速度冷却后得到的微观组织及其力学性能。结果表明,等效ø430 mm和ø500 mm棒材轴心冷却试样形成马氏体+下贝氏体复相组织,抗拉强度高于油淬试样,屈服强度降低,但不明显损害冲击性能。等效ø650 mm棒材轴心淬火冷却形成60%以上的下贝氏体组织,进一步降低屈服强度的同时,冲击性能反而明显回升,表明该材料在较低的冷却速度下仍保有较高的韧性。

回火温度及磷化工艺对40CrNiMoA钢性能和组织的影响

李世键, 潘新, 刘艳梅, 杨立新, 胡福常

2022, 47(12): 99-102. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.017

摘要 ( 121 )

PDF (584KB) ( 28 )

针对40CrNiMoA钢制标准件成品剪切性能不合格问题,首先研究了回火温度对其力学性能和组织的影响;在此基础上,对比研究了有/无磷化工艺对其剪切性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,40CrNiMoA钢的抗拉强度和剪切强度均逐渐降低,但塑性基本保持不变;该钢磷化状态下的剪切强度较未磷化处理的要低。因此,为保证成品的剪切性能,应选择较低的回火温度,同时应考虑磷化降低剪切性能的影响。

正火温度对低活化马氏体钢组织及力学性能的影响

郑涛, 李永旺, 吴裕, 卓洪, 施瀚超, 刘超红

2022, 47(12): 103-108. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.018

摘要 ( 37 )

PDF (578KB) ( 21 )

对低活化马氏体钢丝材进行1000~1100 ℃保温60 min的正火处理,随后在790 ℃保温90 min进行回火处理,研究正火温度对低活化马氏体钢丝的显微组织及力学性能的影响。结果表明,正火后,丝材的显微组织由粒状珠光体转变为板条状马氏体,碳化物粒子大部分回溶于基体中,正火温度的升高加速碳化物粒子的回溶,在1100 ℃实现完全回溶;原奥氏体晶粒尺寸随正火温度升高显著增大(由1000 ℃的7.4 μm增至1100 ℃的34.9 μm)。回火处理后,马氏体板条尺寸变宽,板条间的位错密度显著降低,析出相沿晶界、晶粒内部析出、球化及长大,其中M₂₃C₆(M以Cr为主)相为短棒状,分布在晶界,而MX(M以Ta为主)相为椭球状,分布在马氏体板条内部。经1000 ℃×60 min正火+790 ℃×90 min回火后能够获得最佳的综合力学性能,其抗拉强度为745.7 MPa,断后伸长率为18.9%。

多步热处理对GH4742合金组织性能的影响

贾志明, 秦鹤勇, 李振团, 刘慧敏, 于萍

2022, 47(12): 109-114. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.019

摘要 ( 35 )

PDF (577KB) ( 19 )

采用多步热处理,研究了不同固溶温度和高温时效温度对GH4742高温合金组织性能的影响。结果表明,固溶温度显著改变晶粒尺寸和一次γ′相形态。固溶温度为1090 ℃时,基体中存在大量未溶的一次γ′相,可以有效阻止晶粒长大,同时这种粗大γ′相以及后续时效过程中形成的细小γ′相共存的组织使得合金具有良好的综合力学性能。高温时效处理对组织形貌影响较小,但可以改变γ′相的尺寸,显著影响晶界碳化物的形态,通过Mo置换一次碳化物MC中的Nb、Ti,使晶界连续分布的碳化物发生溶解形成颗粒状的碳化物,显著降低了GH4742高温合金的高温持久性能。

敏化温度对高碳奥氏体不锈钢析出行为及力学性能的影响

邢梦楠, 张海明, 隋松言, 胡昕明, 欧阳鑫, 王储, 贾春堂, 刘晨希

2022, 47(12): 115-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.020

摘要 ( 50 )

PDF (576KB) ( 23 )

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、透射电镜等,研究敏化温度对高碳奥氏体不锈钢析出相数量、形态及分布情况的影响,采用拉伸试验机、冲击试验机和布氏硬度仪,分析不同敏化温度下析出相对试验钢力学性能的影响。结果表明,不同敏化温度处理后试样的显微组织均为奥氏体;但随着敏化温度的升高,奥氏体晶界处富Cr碳化物析出增多,以颗粒状和条状形态存在,晶界处析出相尺寸在100~400 nm之间。经650 ℃敏化2 h后试样的强韧性匹配良好,综合力学性能较为优异。

工程机械用Q1300E超高强钢的淬火工艺

张青学, 周文浩, 刘丹, 张勇伟, 郑东升, 李红英

2022, 47(12): 120-125. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.021

摘要 ( 51 )

PDF (578KB) ( 22 )

利用全自动拉力试验机、全自动冲击试验机、光学显微镜和扫描电镜研究不同淬火工艺下Q1300E钢板的力学性能和显微组织。结果表明,当淬火加热时间为60 min,淬火温度为840 ℃时,强度和低温冲击性能最好,回火态力学性能满足GB/T 28909—2012要求,屈服强度1302 MPa,抗拉强度1505 MPa,-40 ℃纵向和横向冲击吸收能量分别为74 J和61 J;淬火温度为870、900和930 ℃时,抗拉强度和低温冲击吸收能量满足GB/T 28909—2012要求,但屈服强度低于1300 MPa;淬火温度的变化对晶粒尺寸的影响较为明显,淬火温度840 ℃时,平均晶粒尺寸最小,为5.7 μm,淬火温度930 ℃时,平均晶粒尺寸为15.9 μm。淬火加热时间对力学性能和晶粒尺寸的影响相对较小,当淬火温度为840 ℃,淬火加热时间为40~80 min时,回火态力学性能满足GB/T 28909—2012要求,晶粒尺寸为4.5~6.5 μm。

分步纵磁热处理对Fe_3.85Co_66.18Si_14.5Ni_0.97B_14.5钴基非晶合金结构和性能的调控

耿俊昭, 刘天成, 李立军, 潘贇, 张伟

2022, 47(12): 126-131. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.022

摘要 ( 39 )

PDF (583KB) ( 17 )

为了制备低磁导率、高矩形比、低矫顽力的钴基非晶合金,对Fe_3.85Co_66.18Si_14.5Ni_0.97B_14.5非晶合金带材采用施加不同热处理工艺,且对其结构和性能进行测试分析的方式进行调控。结果表明,分步纵磁热处理之后的磁芯弛豫焓降低,致密度和有序度增加;在晶化温度之下进行退火的合金都保持非晶态;分步纵向磁场热处理可显著提升磁芯的磁学性能,且当普通热处理温度为480 ℃时,性能最佳,矫顽力0.17 A/m、矩形比96.81 %、1 kHz的有效磁导率为5675.05,且此时的磁畴呈规则的板条状,取向与外磁场呈12.8°的夹角。基于Bertitto模型对其进行损耗分离,发现满足公式P_v=11.05×f×B^0.9814_m+0.7495×f²×B²_m。

含硼弹簧钢60Si2Mn的淬透性及其CCT曲线

卢新春, 罗贻正, 王艳林

2022, 47(12): 132-137. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.023

摘要 ( 32 )

PDF (577KB) ( 29 )

对不同硼含量(0.0005%~0.0047%)弹簧钢60Si2Mn进行端淬试验,研究硼元素对弹簧钢60Si2Mn淬透性的影响,并对0.0026%B弹簧钢60Si2Mn的CCT曲线进行理论计算及试验测定。结果表明,添加硼元素后可提高弹簧钢60Si2Mn的淬透性,当硼含量由0.0005%提高到0.0026%时,弹簧钢60Si2Mn的淬透性明显提高,但当硼含量达到0.0047%时,相较于0.0026%硼含量,淬透性有所下降;理论计算所得静态CCT曲线表明,轧后冷却过程中在300~400 ℃时将会出现贝氏体组织转变,导致弹簧钢的硬度偏高,影响轧材质量;动态CCT曲线结果表明,当冷却速率小于9 ℃/s时,钢中有铁素体析出和珠光体转变;冷速大于10 ℃/s时,钢中只有马氏体转变。

Al对Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb合金显微组织和抗氧化性的影响

许万剑, 贾国栋, 杨春丽, 王梓谢, 潘杰, 肖学山

2022, 47(12): 138-145. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.024

摘要 ( 37 )

PDF (580KB) ( 24 )

采用增量法研究了不同Al含量(0.5%、1.5%、2.5%,质量分数)的Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb含Nb合金在1000 ℃空气条件下的抗氧化。采用SEM、EDS、TEM、拉曼光谱等手段研究了合金的显微组织和氧化膜特性。结果表明,3种含Nb合金组织为单相奥氏体,基体中存在少量弥散分布的NbC沉淀相,氧化前后沉淀相含量和晶粒大小保持不变。添加0.5%和1.5%的Al后,含Nb合金的表面形成多层结构的氧化膜,最外层和第三层为Cr₂O₃,次表层主要为NiCr₂O₄、NiFe₂O₄和Fe₂O₃,最内层为Al₂O₃内氧化层。基体中的NbC析出相和氧化膜中少量Nb的氧化物(Nb₂O₅)加剧了氧化膜的疏松。当Al含量增加到2.5%时,含Nb合金表面形成连续致密的Al₂O₃氧化膜,降低了Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb合金的氧化速率,提高了抗氧化性。

Ni含量对Cu-xNi-3Ti-0.1Zr合金组织和性能的影响

靖青秀, 魏渺, 肖翔鹏, 孙玉晴, 彭勇, 黄晓东

2022, 47(12): 146-151. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.025

摘要 ( 28 )

PDF (584KB) ( 18 )

采用真空熔炼并经均匀化退火、热轧、固溶、冷轧和时效处理工艺制备Cu-xNi-3Ti-0.1Zr(x=2、4、6)合金,通过X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜对合金的析出相进行表征和分析。结果表明,Ni的加入能够显著提高合金的导电率,且对其硬度的影响也同样显著。Ni在Cu-xNi-3Ti-0.1Zr合金中主要以CuNiTi相存在;Ni的加入导致合金中大量CuNiTi相的析出,降低了基体中Ti的固溶度,使合金的晶格畸变程度降低,从而提高了合金的导电率。但随着Ti的析出,Ti对合金的强化效果减弱,从而导致合金的硬度降低。在本试验工艺下,Cu-xNi-3Ti-0.1Zr(x=2、4、6)合金在500 ℃时效的峰值硬度分别为295、231、201 HV0.5。

碳氮含量对4Cr16NiMo钢淬火温度及耐蚀性能的影响

楚宝帅, 陈建礼, 李振江, 李永堂, 杨雯

2022, 47(12): 152-157. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.026

摘要 ( 53 )

PDF (577KB) ( 21 )

通过光学显微镜、洛氏硬度计等设备,分析了碳氮含量对4Cr16NiMo钢的微观组织、淬火温度、硬度以及耐点蚀性能的影响。结果表明,随着N含量增加到0.1%,4Cr16NiMo钢的最佳淬火温度由未添加氮的1070 ℃降低到1010 ℃,组织出现了明显的细化,最高硬度得到了提高。同时,加入氮可提高4Cr16NiMo钢的耐点蚀性能,且在一定范围内,氮含量越高,耐点蚀性能越强。在相同氮含量的基础上,降低0.1%的碳含量,硬度下降,淬火组织由隐晶马氏体变为板条马氏体,耐点蚀性能提高。因此通过对碳氮含量的调控,可有效降低4Cr16NiMo钢的淬火温度,提高其耐蚀性。

Al对SWRH62A钢奥氏体晶粒长大的影响

王金涛, 李战卫, 于学森, 张宇

2022, 47(12): 158-161. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.027

摘要 ( 32 )

PDF (579KB) ( 17 )

采用高温光学显微镜研究了Al对SWRH62A钢在加热过程中奥氏体晶粒长大的影响。结果表明,添加0.015%~0.045%的Al可将SWRH62A钢在低于1050 ℃保温时的晶界激活能由474.14 kJ/mol提高至1175.73 kJ/mol,奥氏体晶粒长大速度由0.18 μm/℃降低至0.12 μm/℃,具有显著细化晶粒的作用。

稀土元素Ce及热处理对过共析轨钢组织及力学性能的影响

宋冉, 赵文倩, 包喜荣, 陈林, 王晓东

2022, 47(12): 162-167. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.028

摘要 ( 31 )

PDF (578KB) ( 16 )

研究了稀土元素Ce及热处理对过共析轨钢中夹杂物、微观组织形貌及力学性能的影响规律。结果表明,热处理促进稀土Ce在界面偏聚,充分发挥Ce细化珠光体片间距、净化强化晶界及变质细化脆性夹杂的微合金化作用,并使相变过程充分进行,最终获得均匀连续的精细珠光体片层结构。Ce细化热处理过共析轨钢中珠光体片间距细化至87 nm,细化率高达43.8%,同时细化长条状MnS-MgO夹杂并变为近球状稀土夹杂物,使过共析轨钢获得最佳力学性能,抗拉强度可达1378 MPa,硬度达380 HBW,断面收缩率提高至23.95%,拉伸断口呈现韧性断裂特征。

Mo对4Cr5Mo2V型热作模具钢热稳定性能的影响

沈俞涛, 左鹏鹏, 吴晓春

2022, 47(12): 168-174. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.029

摘要 ( 31 )

PDF (575KB) ( 17 )

研究了Mo对4Cr5Mo2V型热作模具钢热稳定性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法分析材料的微观组织。结果表明,含1.9%Mo和含2.4%Mo试验钢在600 ℃时的热稳定性能差异较小;在650 ℃时,相比于含2.4%Mo试验钢,含1.9%Mo试验钢经过48 h保温后硬度值低了2.3 HRC,马氏体基体的回复程度更大,出现较多的富Cr的大颗粒球状M₂₃C₆型碳化物,尺寸在150~200 nm之间,而2.4%Mo钢中弥散析出了数量更多的细小M₂C型二次碳化物,阻碍了富Cr型碳化物的长大,因此其碳化物的平均粒径更小,具有更好的热稳定性。

微观组织对GCr15轴承钢氢扩散行为的影响

伏思宇, 杜预, 黄志远, 陆佳宁, 杜林秀

2022, 47(12): 175-180. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.030

摘要 ( 37 )

PDF (576KB) ( 27 )

通过对球化退火态、球化退火+淬回火(Q&T)态GCr15轴承钢进行电化学氢渗透试验来描述氢扩散行为,并分析了微观组织以及热处理状态对氢扩散行为的影响。结果表明,对于球化退火态试样,碳化物的分布情况对氢扩散行为影响很大。氢在带状碳化物中扩散最快,而沿晶界分布的网状碳化物作为氢陷阱,可以捕捉更多的氢原子。Q&T试样中,氢在带状未溶碳化物中扩散最快,且随着残留奥氏体体积分数的增大,有效氢扩散系数减小。球化退火试验钢的氢扩散系数远高于Q&T钢。Q&T试样中残留奥氏体的存在使氢陷阱增加,导致氢的渗透更难进行。

GCr15轴承钢低温离子渗硫层的组织与耐磨性能

李德, 单琼飞, 王鑫, 刘勇, 周孟, 张毅

2022, 47(12): 181-187. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.031

摘要 ( 37 )

PDF (575KB) ( 30 )

采用OM、XRD、SEM和UMT摩擦磨损试验机等对不同表面处理后GCr15轴承钢的显微组织和耐磨性能进行了研究。结果表明,相比于碳氮共渗后的GCr15轴承钢,碳氮共渗+低温渗硫后的GCr15轴承钢表面形成了以FeS为主的渗硫层,其微观形貌呈现均匀细小的颗粒状,虽硬度略有下降,但摩擦因数和体积磨损率均明显降低,可显著提高轴承材料表面抗擦伤、抗咬合的能力,从而延长轴承零部件的使用寿命;在磨损过程中,FeS层发生脱落、产生涂抹效应,显著降低了磨粒磨损的程度。通过磨损形貌分析,磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。

45钢直流电场增强粉末法硼铝共渗特性

任中花, 谢飞, 潘建伟

2022, 47(12): 188-195. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.032

摘要 ( 34 )

PDF (578KB) ( 18 )

采用不同铝粉含量(0%~1.5%)的硼铝共渗剂对45钢于750 ℃进行直流电场增强粉末法硼铝共渗,并与相应常规渗扩及直流电场增强单一渗硼对比。通过X射线衍射、光学显微镜以及显微硬度测试等方法,观察分析位于直流电场中不同位置试样渗层的相结构、显微组织及硬度分布。结果表明,直流电场对粉末法渗硼、硼铝共渗均有显著促渗作用;直流电场增强渗扩渗层的形成特性不仅与试样位置及渗扩面位向有关,还与渗剂中铝粉含量有关,渗剂中铝粉含量由0增加至1.5%,负极试样面向正极侧与中间试样面向正极侧的渗层厚度先增加后降低,中间试样面向负极侧渗层厚度先缓慢增加然后大幅度增加,正极试样面向负极侧渗层厚度先增后降再增加。铝粉含量为0时,正极试样面向负极侧和中间试样面向负极侧渗层均为“锯齿状”单相Fe₂B,负极试样面向正极侧和中间试样面向正极侧由“锯齿状”FeB+Fe₂B构成。铝含量为0.3%时,各渗层均由双相“锯齿状”(Fe,Al)B和(Fe,Al)₂B构成; 渗层呈“锯齿状”特征时,硬度峰值在1400~1900 HV0.025。当铝粉含量≥0.5%时,由负极向正极,渗层“锯齿状”特征逐渐消失,各试样渗层表层逐步出现KAlF₄、AlF₃及Fe₃Si等相,渗层硬度显著降低,硬度峰值为450~1400 HV0.025。

20MnCr5齿轮钢渗碳层弥散碳化物形成机理

李阳, 侯圣文, 贺尔康, 张晓田

2022, 47(12): 196-200. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.033

摘要 ( 30 )

PDF (580KB) ( 18 )

采用新开发的弥散渗碳工艺对20MnCr5齿轮钢进行渗碳淬火处理,采用光学显微镜研究析出物的显微组织。结果表明,在齿轮渗碳层一定深度范围内析出了两种不同种类的弥散分布的碳化物,晶界位置主要为大颗粒,其尺寸在1~5 μm;晶内主要为小尺寸碳化物,其尺寸小于1 μm,数量约占80%以上;并揭示了两种不同类型的碳化物的析出机理。

镍基N06022合金管固溶过程中显微组织和性能的演变

秦兴文, 丁文炎, 涂正平, 沈诚飞

2022, 47(12): 201-209. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.034

摘要 ( 29 )

PDF (725KB) ( 17 )

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪和力学、腐蚀性能试验等,研究了固溶处理对镍基N06022合金管微观结构演变和性能的影响。结果表明,冷轧态N06022合金管含有大量的析出相。由于析出相对晶界的钉扎效应,固溶温度在1100 ℃以下,平均晶粒尺寸几乎不受保温时间的影响。固溶温度升高至1150 ℃,晶粒尺寸和生长速率急剧增加,这主要与析出相的溶解有关。在1000~1200 ℃固溶温度内,保温15 min和30 min晶粒长大激活能分别为Q_B=646.56 kJ/mol、Q_C=566.45 kJ/mol,且合金的强度与晶粒尺寸之间的关系满足Hall-Petch关系式。随着固溶温度的升高,合金晶间腐蚀速率呈现先降低后平稳的趋势,强度和硬度呈现先慢后快的下降趋势,伸长率呈现先慢后快的上升趋势。保温15 min,固溶温度在1150 ℃左右时,硬度曲线与伸长率曲线出现交点,腐蚀率平稳,为最优固溶处理工艺。

超音速等离子喷涂非晶涂层微观结构与摩擦学性能

何涛, 王学朋, 刘海波, 柳琪, 贾华, 刘娜, 丁飞

2022, 47(12): 210-215. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.035

摘要 ( 31 )

PDF (645KB) ( 17 )

采用新一代超音速高能等离子喷涂(SAPS)技术制备了Fe基和Mo基两种非晶涂层,对涂层的微观结构与摩擦学性能进行对比分析。结果表明,SAPS喷涂Fe基和Mo基非晶涂层内部孔洞少、结构致密性高。与Fe基涂层相比,具有更低孔隙率的Mo基涂层在摩擦过程中表现出更低的磨损率(1.1×10^-4 μm·N^-1·s^-1),耐磨性更优。涂层的磨损机理均以磨粒磨损和疲劳磨损为主,并伴随着磨屑氧化。

轻质MgAlSnZnCu高熵合金的微观组织和力学性能

杨拓宇, 王克鸿, 张德库, 陈丰, 郭纯, 张雅晶

2022, 47(12): 216-221. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.036

摘要 ( 29 )

PDF (649KB) ( 16 )

为了提高阻隔层的稳定性,研究采用电磁感应加热方法,在覆盖剂和氩气保护作用下制备MgAlSnZnCu系列轻质高熵合金。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)对合金的铸造组织、退火组织和物相进行了表征和分析,同时采用显微硬度测试方法对其硬度进行了研究。结果表明,铸态MgAlSnZnCu合金组织由(AlMgZnCu)-FCC相和Mg₂Sn相组成,Mg₂Sn相的形态为2~6 μm粒状和不规则块状。Mg的含量由22%降低到12%,其合金的硬度由277 HV0.2增加到326 HV0.2,抗压强度由223 MPa增加到237 MPa。Sn和Zn含量降低后组织中出现了针状和片状的杂质相,且硬度值分散度较大,在450 ℃保温6 h的退火工艺条件下,组织中的杂质相出现明显的积聚长大的趋势。力学性能测试显示退火对抗压强度和硬度的影响不大,MgAlSnZnCu系列合金在450 ℃的条件下能保持较好的热稳定性。

基体组织对800 MPa级双相钢强塑性机制的影响

侯晓英, 王军, 丁明凯, 刘万春, 孙卫华, 康华伟

2022, 47(12): 222-227. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.037

摘要 ( 25 )

PDF (645KB) ( 17 )

采用两种热处理工艺制度,得到不同基体组织的800 MPa级双相钢,并系统地研究了基体微观组织特征及其对强塑性机制的影响。结果表明,基体组织对800 MPa级双相钢的塑性变形机制有显著影响,从而导致性能产生差异。(F+M)双相钢由多边形铁素体和约28%的第二相马氏体组成,屈强比0.540,而伸长率达到23.3%;(BF+γ)双相钢由贝氏体铁素体基体组织和约24%的第二相残留奥氏体组成,其屈强比为0.702,同时扩孔率达到56%。(BF+γ)双相钢在塑性变形过程中,厚度约为60~150 nm的γ相可有效分解裂纹尖端的应力集中,消耗裂纹扩展能量,同时诱导残留γ发生马氏体相变引起的体积膨胀还可弥合微裂纹产生的缝隙,在α相BF和残留γ两相的协调变形机制作用下,有益于提高其强度、塑性和扩孔性能。此外,(BF+γ)双相钢大角度晶界所占比例增加至63.1%,同时基体中存在较高的位错密度,均可有效弱化微裂纹扩展的驱动能,增加其继续扩展所需能量,缓解其在变形或扩孔过程中产生的应力集中。

非调质NM400复相耐磨钢的相变行为

李冠楠, 雷明钢, 陈昊天, 吕德文

2022, 47(12): 228-233. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.038

摘要 ( 33 )

PDF (641KB) ( 17 )

为进一步优化非调质NM400复相耐磨钢不同组织配比,利用Gleeble-3800热模拟试验机探究了试验钢在连续冷却条件下的组织转变规律,并结合金相法和硬度法,绘制出试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,当冷速低于1 ℃/s时,试验钢组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体,部分粗大的原奥氏体晶粒转变为粒状贝氏体和珠光体。在冷却速率为5~40 ℃/s时,试验钢不再发生珠光体转变,显微组织均为铁素体+贝氏体+马氏体。并随着冷速的增加,马氏体含量不断增加,硬度升高;此外,不同分段冷却方案下,较低的中冷温度以及较长的空冷时间均有利于铁素体和贝氏体的转变。同时,残留奥氏体含量则随铁素体含量的增大而增大;由于试验钢的Ms点较高,马氏体板条较宽,并且有自回火现象发生。

2Cr13不锈钢的回火脆性

朱宏伟, 王萍, 胡婉婷, 陈鑫, 黄艳军, 郁瑞兴, 庄圆宏, 陈永栓

2022, 47(12): 234-236. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.039

摘要 ( 215 )

PDF (642KB) ( 26 )

研究2Cr13不锈钢在回火脆性温度区间附近进行回火后,硬度、冲击性能的变化和断口形貌演变。结果表明,2Cr13不锈钢在490~550 ℃回火后,硬度处于40~50 HRC之间,相应的冲击性能呈现下降趋势;在570~620 ℃回火后,不锈钢的硬度在30~38 HRC范围内,冲击性能逐渐升高。通过对冲击断口形貌进行观察,在490~560 ℃回火,不锈钢断裂模式由解理断裂向沿晶断裂转变;随着回火温度升高,最终转变为沿晶+解离的断裂模式,微观上沿晶断裂断面尺寸逐渐缩小,解离数量逐渐增多,表现为宏观上冲击性能的提高。

高铁齿轮用钢18CrNiMo7-6的端淬曲线与模拟计算

朱跃峰, 顾家琳, 周惠华, 王之香, 张锦文

2022, 47(12): 237-243. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.040

摘要 ( 62 )

PDF (643KB) ( 20 )

采用3种端淬曲线预测模型计算两炉次高铁齿轮用钢18CrNiMo7-6的端淬曲线,对比端淬硬度检测结果,分析了不同模型的预测误差。结果表明,金满模型的预测结果与端淬试验检测结果误差较小,可以用做这类钢的端淬结果预测。根据端淬曲线预测与实测结果的对比分析,结合相关高铁齿轮用钢技术条件的硬度规范对高铁齿轮用钢18CrNiMo7-6的冶炼成分控制给出了建议。

基于多场耦合模拟的齿毂高压气淬工艺设计

王皓, 王婧, 徐骏, 顾剑锋, 郭正洪

2022, 47(12): 244-251. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.041

摘要 ( 32 )

PDF (641KB) ( 24 )

针对20CrMnTi齿毂高压气淬工艺设计的需求,建立了一套流场-温度场-组织场-应力应变场耦合模拟体系,能够实现对淬火气流与工件的同步耦合计算。利用该体系模拟了不同淬火气压和进气方式下的齿毂高压气淬过程,分析了不同工艺方案下齿毂的组织成分、硬度以及畸变,确定了2.0 MPa、下方单向进气的工艺方案,模拟结果满足齿毂性能要求。

基于Fluent的真空固溶热处理炉内温度场流体场分析

贺瑞军, 冯润华, 韩啸, 孔令利

2022, 47(12): 252-257. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.042

摘要 ( 35 )

PDF (643KB) ( 25 )

基于有限元模拟仿真方法,对真空气淬热处理炉热区的温度场和流体场进行精细模拟,并模拟出空载、只装载料框和装载叶片的3种不同实际生产过程中可能遇到的情况的温度场和流体场。通过采用9点测温的方法,监测出有效加热区的温度变化趋势。同时,对不同部位的流速场进行监测。并结合实测数据,总结出温度变化规律以及温度场-流速场之间的耦合关系。为总结出热区温度-流速变化规律与分布状况,以及未来实现真空热处理的精密调控打下基础。

锆合金表面改性工艺的研究进展

刘张慧, 胡海洋, 王建刚, 祝晓烨, 马静, 李建辉, 于会超, 冯志浩

2022, 47(12): 258-268. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.043

摘要 ( 44 )

PDF (643KB) ( 38 )

以锆合金的表面改性技术为主线,简述了目前改性方法的种类及研究现状,重点介绍了物理气相沉积、激光表面处理、阳极氧化、微弧氧化及离子注入等常用表面改性制备技术的原理、研究进展及优缺点。探讨了锆合金表面改性过程中需要解决的理论问题和需要攻克的技术瓶颈。最后,结合相关研究进展,对锆合金表面改性今后的研究工作和工程应用前景进行了展望。

分接开关主驱动轴低周疲劳行为及断裂特性

周璇, 黄耀, 杨帆, 赵鼎萱, 李可尔, 于国祥, 陈威, 蔡和平

2022, 47(12): 269-274. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.044

摘要 ( 27 )

PDF (643KB) ( 35 )

针对分接开关主驱动轴球墨铸铁部件,系统研究了其低周疲劳性能及断裂特性。结果表明,EN-GJS-700-2球墨铸铁的疲劳寿命强烈依赖于施加的循环应变幅。进一步研究发现,疲劳寿命主要取决于循环应变幅中的塑性分量,以至于疲劳寿命与循环总应变幅满足Coffin-Manson方程。SEM断口形貌显示,不论是低应变幅还是高应变幅下,球墨铸铁表面处的球状石墨/珠光体界面是疲劳裂纹的优先萌生位置,并呈现出多源特征。在随后的裂纹扩展过程中,高应变幅断口平坦,解理断裂特征明显,难于观察到疲劳条纹。但在低应变幅下,球形石墨和珠光体显著参与塑性变形,疲劳条纹变得明显。

18CrNiMo7-6钢齿轮热处理后开裂失效分析

郑凯, 钟振前, 曹文全, 林双平, 刘明

2022, 47(12): 275-280. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.045

摘要 ( 51 )

PDF (643KB) ( 27 )

一批在生产加工后进行了淬火和低温回火的齿轮在库房存放过程中发生开裂。通过超声波探伤、金相检验、化学成分分析、硬度测试、断口形貌观察、端淬试验和补充热处理等手段,对齿轮开裂原因进行了分析。结果表明,开裂齿轮强度高导致氢脆敏感性高,在次表面产生氢致延迟裂纹是引起齿轮快速脆性开裂的直接原因。开裂齿轮淬硬性和淬透性过高,超出了BS EN 10084-2008对18CrNiMo7-6+HH钢淬透性要求,是齿轮开裂的根本原因;通过调整淬火介质,降低淬火时高温区冷速,从而降低淬回火后齿轮的强度和硬度,可有效避免开裂。

65Mn钢弹簧片断裂分析及工艺改进

徐峰

2022, 47(12): 281-283. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.046

摘要 ( 73 )

PDF (703KB) ( 30 )

某型产品使用的65Mn钢弹簧片检测弹力时发现在波峰位置出现断裂,经化学成分、显微组织、显微硬度检测以及加工过程分析,对弹簧片断裂原因进行了分析,并对工艺做了优化。结果表明,弹簧片由于淬火温度高,淬火硬度大,且淬火后低温回火温度低,淬火应力消除不充分,致使弹簧片高温回火时安装夹具过程中,弹簧片在轴向压应力以及淬火残留应力综合作用下产生微裂纹,后续强压处理时微裂纹扩展转变,发生脆性断裂。采用改进工艺815 ℃淬火+280 ℃低温回火+390 ℃高温回火处理后,弹簧片硬度合格,断口均为100%韧性断口,再未出现脆性断裂现象。

35CrMnSiA超高强度钢典型断口及原因分析

王春燕, 章发, 介瑞华, 汪春梅

2022, 47(12): 284-288. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.047

摘要 ( 80 )

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为了分析35CrMnSiA超高强度钢拉伸试样断面收缩率低的断裂机理和断裂原因,采用扫描电镜及能谱仪等对常见的4类断口进行了观察和分析。结果表明,一定量的氢和拉应力的共同作用产生的鱼眼缺陷是导致常规塑性断口断面收缩率低的主要原因。韧脆混合断口是由于在较大颗粒的夹杂物周围产生了氢脆,导致钢的断面收缩率下降。笔尖状断口主要是由于钢中大颗粒夹杂物或氢损伤缺陷造成的。脆性断口是由于机械标识对材料造成了损伤或氢在表面损伤处聚集形成了微裂纹。

55SiCr钢悬架弹簧尺寸超差原因分析

孙国才, 张宇, 袁长生

2022, 47(12): 289-292. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.048

摘要 ( 32 )

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某55SiCr钢悬架弹簧在卷制过程中部分弹簧尺寸超过公差允许范围,采用光学显微镜、电子探针和X射线衍射仪对弹簧尺寸超差的原因进行了分析。结果表明,尺寸超差弹簧用55SiCr钢线热处理过程中冷却不足导致其含有过多残留奥氏体,是弹簧产生尺寸超差的原因。通过降低冷却水温度,能够有效降低钢线中残留奥氏体的含量。

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