合金鋼表面納米貝氏體化的組織和性能研究(旺盛鋼鐵(圖)、t91 合金鋼管)
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合金鋼表面納米貝氏體化的組織和性能研究
本文提出了一種使合金鋼表面納米貝氏體化的工藝方法,分析了表面納米貝氏體的組織特征,并測試了這種合金鋼經表面納米貝氏體化以后的磨損和滾動接觸疲勞性能,從而為其在軸承和齒輪等基礎零部件方面的應用提供參考依據。
首先設計了不同成分的低碳合金鋼,并對其進行滲碳熱處理,然后在鹽浴爐中進行等溫淬火,等溫淬火溫度為滲層Ms點以上30-50℃,等溫時間為0.5-150h,等溫淬火后進行空冷。
采用金相顯微鏡、場發射掃描電子顯微鏡及透射電鏡對滲層不同深度組織進行觀察;采用X射線衍射對組織的奧氏體含量及滲層殘余應力進行分析;用顯微硬度計測量了滲層不同深度的顯微硬度。
采用磨損試驗機和滾動接觸疲勞試驗機測試了等溫淬火試樣的摩擦磨損和滾動接觸疲勞性能。
結果表明,由于滲碳顯著提高了合金鋼表面的碳濃度,從而大幅度降低表面的馬氏體轉變開始溫度,經過在滲碳表面Ms點以上30-50℃進行等溫淬火后,在滲碳層生成了納米貝氏體組織,心部得到低碳馬氏體組織,過渡層得到貝氏體和馬氏體混合組織。
納米貝氏體組織由厚度低于100nm的貝氏體鐵素體板條及分布于板條間的殘余奧氏體薄膜組成,其中在200℃等溫淬火試樣的貝氏體鐵素體板條平均厚度達到了50nm,殘余奧氏體薄膜的厚度為幾納米到十幾納米。
納米貝氏體的生成使滲碳層硬度超過600HV,心部低碳馬氏體的生成使硬度達到了470HV。
經表面納米貝氏體化以后的合金鋼表面產生了很大的壓應力,其中經200℃和230℃等溫淬火后,表面壓應力值分別達到了216MPa和196MPa。
結果表明,在合金鋼中添加合金元素Al的同時,減少合金元素Mn等,能有效加快合金鋼表面納米貝氏體的生成速度。
經加快轉變速度后,納米貝氏體組織的貝氏體鐵素體板條進一步得到輕微的細化,而組織中的殘余奧氏體含量明顯減少,硬度有所提高。
另外,經滲氮以后合金鋼表面的納米貝氏體化速度也明顯加快。
在50N、200N和300N三個載荷下進行的磨損試驗結果顯示,合金鋼經表面納米貝氏體化以后,耐磨性優于傳統的滲碳淬火齒輪鋼,在不同載荷下,納米貝氏體表現出了與淬火馬氏體不同的磨損現象和和磨損機理。
分析表明,納米尺度的組織結構、富碳的殘余奧氏體薄膜及磨損面組織的強烈細化,是造成納米貝氏體耐磨性優于滲碳淬火馬氏體的主要原因。
合金鋼經表面納米貝氏體化以后,其滾動接觸疲勞性能也明顯優于滲碳淬火齒輪鋼,在1550MPa和1900MPa載荷下,表面納米貝氏體化以后的合金鋼的滾動接觸疲勞壽命平均值分別為3.8107周和2.3107周,比滲碳淬火齒輪鋼的滾動接觸疲勞壽命提高一倍以上。
旺盛鋼鐵(圖)、t91 合金鋼管
三、不銹鋼管、不銹鋼棒材、不銹鋼板材系列。
不銹鋼無縫管材質有;201,202,301,310,310S,304,304L,S30408,316,316L,S31803,321,439,436,437.。
合金鋼12cr1mov
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