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G20Cr2Ni4A轴承座圈超声滚压处理的工艺优化

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热加工工艺 2024年

作者：朱晓彤潘金芝刘鹏涛程志任瑞铭大连交通大学辽宁省轨道交通关键材料重点实验室大连交通大学材料科学与工程学院

选用G20Cr2Ni4A渗碳轴承钢，研究了表面超声滚压处理（SURP）对表面形貌、表面组织、滚动接触疲劳（RCF）性能的影响。结果表明：影响表面粗糙度和表面硬度的主要因素是静压力，电流次之，进给量最小；影响表面残余应力的主导因素是进... 详细信息

选用G20Cr2Ni4A渗碳轴承钢，研究了表面超声滚压处理（SURP）对表面形貌、表面组织、滚动接触疲劳（RCF）性能的影响。结果表明：影响表面粗糙度和表面硬度的主要因素是静压力，电流次之，进给量最小；影响表面残余应力的主导因素是进给量，电流次之，静压力最小。表面粗糙度、硬度、表面残余应力的响应曲面预测模型的相关系数较高，采用二阶响应曲面预测模型对超声滚压加工工艺进行优化设定，优化的工艺参数为进给量0.05 mm/r，电流1.5 A，静压力200 kg。采用优化的工艺参数进行SURP后，试样的疲劳寿命提高至7.3倍。在RCF试验中，未SURP试样表面形成片状剥落，逐渐失效；SURP试样疲劳剥落坑出现在SURP塑性变形区，而后逐渐发展为舌尖状剥落坑，舌尖指向滚动的方向，导致疲劳失效。

关键词：渗碳轴承钢表面超声滚压处理疲劳损伤

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滚动轴承钢碳氮共渗工艺研究

大连交通大学学报 2024年第1期45卷 84-91页

作者：刘德义谢卿东任瑞铭大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028 辽宁省轨道交通关键材料重点实验室辽宁大连116028

以GCr15和GCr15SiMn轴承钢为研究对象,进行不同工艺的碳氮共渗热处理实验研究。利用光学显微镜观察试样热处理后的显微组织、晶粒度,利用X-射线衍射仪分析热处理后残余奥氏体的含量,利用硬度仪测量试样热处理后的硬度变化规律,研究共渗... 详细信息

以GCr15和GCr15SiMn轴承钢为研究对象,进行不同工艺的碳氮共渗热处理实验研究。利用光学显微镜观察试样热处理后的显微组织、晶粒度,利用X-射线衍射仪分析热处理后残余奥氏体的含量,利用硬度仪测量试样热处理后的硬度变化规律,研究共渗温度对渗层组织和性能的影响。研究结果表明:考虑碳氮共渗层深度、显微组织、晶粒度以及硬度综合因素,碳氮共渗温度控制在820℃,碳势控制在1.18%,进行淬火和低温回火的组织和性能较好。该工艺下增加冷处理,GCr15SiMn试样表面硬度从64.5 HRC提高至66.1 HRC,表面残余奥氏体量从22.1%下降至12.5%。冷处理有效降低了表面残余奥氏体含量。

关键词：碳氮共渗 GCr15钢 GCr15SiMn钢显微组织

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CL65车轮钢滚动疲劳磨损研究

大连交通大学学报 2024年第2期45卷 89-95页

作者：李唯一刘鹏涛吴斯任瑞铭大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028 中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所北京100081

利用双盘滚动磨损实验机对CL65车轮钢与U75V钢轨钢进行滚动磨损实验,研究CL65车轮钢表面出现的疲劳磨损现象。实验表明:CL65车轮钢的磨损情况由黏着磨损不断向疲劳磨损过渡。机加工表面细晶层主要出现在磨损的初始阶段,疲劳磨损裂纹的... 详细信息

利用双盘滚动磨损实验机对CL65车轮钢与U75V钢轨钢进行滚动磨损实验,研究CL65车轮钢表面出现的疲劳磨损现象。实验表明:CL65车轮钢的磨损情况由黏着磨损不断向疲劳磨损过渡。机加工表面细晶层主要出现在磨损的初始阶段,疲劳磨损裂纹的形成和扩展出现在细晶层内或细晶层与基体的界面,导致了细晶层的早期疲劳剥离。随着磨损周次的不断增加,原始片状珠光体和先共析铁素体,基体区域表层的塑性变形不断加剧,当塑性应变过大时,疲劳裂纹开始萌生,并逐渐开始向先共析铁素体区域、渗碳体与共析铁素体界面扩展。

关键词： CL65车轮钢摩擦磨损疲劳磨损滚动接触疲劳显微组织演化

Ag含量对硬质合金/钢钎焊接头组织与性能的影响

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轨道交通材料 2024年第1期3卷 13-21页

作者：赵磊程志高华李炎秋张小军任瑞铭中车戚墅堰机车车辆工艺研究所股份有限公司江苏常州213001 大连交通大学辽宁大连116021

为研究不同Ag含量对硬质合金/钢异质金属高频钎焊接头组织与性能的影响,分别采用BAg50CuZnCd(Ag50)、BAg40CuZnCdNi(Ag40)、BAg30CuZnCd(Ag30)钎料对YG16/35CrMo异质金属进行了高频钎焊,并采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)并结合能谱... 详细信息

为研究不同Ag含量对硬质合金/钢异质金属高频钎焊接头组织与性能的影响,分别采用BAg50CuZnCd(Ag50)、BAg40CuZnCdNi(Ag40)、BAg30CuZnCd(Ag30)钎料对YG16/35CrMo异质金属进行了高频钎焊,并采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)并结合能谱分析(EDS)对接头的显微组织及物相进行了观察,采用显微硬度仪和拉伸试验机对不同接头显微硬度及剪切性能进行了检测和对比分析。结果表明,采用不同Ag含量的Ag基钎料均实现了硬质合金/钢异质金属的高频钎焊连接,钎料润湿铺展效果较好。Ag50钎料接头焊缝主要由(Ag(s,s)+Cu(s,s))共晶组成,Ag40钎料接头焊缝组织主要由块状Cu(s,s)及(Ag(s,s)+Cu(s,s))共晶组织组成,且随着Ag含量的持续降低,块状Cu(s,s)含量增多。接头显微硬度表明,由于采用Ag基钎料钎焊温度较低,硬质合金与钢母材受热影响较小,显微硬度变化不大。但随着Ag含量的降低,焊缝中心块状Cu基固溶体含量的增加,显微硬度也随之提升。Ag50与Ag40钎料接头剪切强度较高,分别达到245 MPa和237 MPa,Ag30钎料接头由于钎缝中Cu(s,s)含量增加,钎缝协调变形能力降低,导致硬质合金/钎缝侧焊后即出现裂纹,接头剪切强度较低,仅达到149 MPa。硬质合金/钎缝界面由于较大的脆性,成为断裂时的薄弱区域。

关键词： Ag基钎料高频钎焊异质金属显微组织剪切强度

焊接参数对硬质合金/钢异质金属高频钎焊接头组织与性能的影响

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轨道交通材料 2024年第2期3卷 12-20页

作者：李炎秋程志赵磊高华张小军任瑞铭大连交通大学辽宁大连116021 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所股份有限公司江苏常州213001

采用CuZn钎料对硬质合金/钢异种金属进行了高频钎焊,并对高频焊接工艺主要参数(加热时间、加热电流、保温电流和保温时间等)对接头显微组织与性能的影响进行了详细研究。研究结果表明:加热时间和保温电流主要影响焊接过程中的最高温度,... 详细信息

采用CuZn钎料对硬质合金/钢异种金属进行了高频钎焊,并对高频焊接工艺主要参数(加热时间、加热电流、保温电流和保温时间等)对接头显微组织与性能的影响进行了详细研究。研究结果表明:加热时间和保温电流主要影响焊接过程中的最高温度,加热电流和保温时间主要影响加热过程和保温过程的时间进而影响元素的扩散程度。在其他参数不变条件下,随加热时间和保温电流的增加或随加热电流的减小、保温时间的减少,接头由纯钎焊状态向钎焊、熔焊混合状态转变。接头纯钎焊区域由单一的Cu(s,s)组成,因此,显微硬度稳定在250 HV左右。而熔化区域由于Fe(s,s)的出现,显微硬度显著增加,且随着Fe(s,s)的含量增加,显微硬度数值持续增加。随着加热时间、加热电流、保温电流和保温时间的增加,接头剪切强度均呈先上升后下降的趋势,在加热时间为30 s,加热电流为850 A,保温电流为740 A和保温时间为40 s时接头强度达到最大值288.44 MPa,且接头均断裂在硬质合金侧界面处,主要原因在于脆性η相的生成导致了该区域的脆化。

关键词：高频钎焊硬质合金钢脆性相组织焊接参数

焊接参数对YG16硬质合金/35CrMo钢异质金属焊接接头组织与性能的影响

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轨道交通材料 2024年第4期3卷 17-24页

作者：刘思铧程志赵磊高华张小军任瑞铭大连交通大学辽宁大连116021 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所股份有限公司江苏常州213011

采用BAg50CuZnCd银基钎料作为填充金属,对YG16硬质合金与35CrMo钢进行了高频感应钎焊连接,并分析了焊接温度、加热速度、保温电流和保温时间共16种工艺参数组合对接头显微组织和力学性能的影响规律。研究结果表明:典型接头硬质合金侧界... 详细信息

采用BAg50CuZnCd银基钎料作为填充金属,对YG16硬质合金与35CrMo钢进行了高频感应钎焊连接,并分析了焊接温度、加热速度、保温电流和保温时间共16种工艺参数组合对接头显微组织和力学性能的影响规律。研究结果表明:典型接头硬质合金侧界面基本保持原始的硬质合金组织结构,主要是由WC颗粒及Co(s,s)组成,焊缝主要是由Ag(s,s)和Cu(s,s)的共晶组织组成。焊接温度对接头显微组织的影响最为显著。随着焊接温度的升高,焊缝截面的微观组织中亮色Ag基固溶体所占比例越来越小,而灰色片状Cu基固溶体所占比例越来越大。焊接温度和保温时间对接头的剪切强度影响较大,加热速度和保温电流对接头的剪切强度影响不大。接头的剪切强度随着Cu基固溶体含量的增加而升高。由于Cu基固溶体的硬度较高,其含量增加到一定程度时,接头的脆性增大,剪切强度开始降低。所有接头焊缝处的显微硬度值均稳定在210 HV左右,当焊接温度、加热速度、保温电流、保温时间增大时,焊缝中的Cu(s,s)的含量增加,焊缝的硬度值也随之增加。最优参数组合为焊接温度700℃,加热速度20℃/s,保温电流300 A,保温时间20 s,此时接头的强度达到最大值。

关键词：硬质合金钢材高频感应钎焊焊接参数微观结构

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钛-铜-不锈钢扩散复合管界面组织与性能

材料热处理学报 2013年第12期34卷 125-129页

作者：刘德义苗佳任瑞铭大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

采用304不锈钢钢管作为基层,工业纯钛管作为覆层,纯铜箔作为中间层,用拉拔-内压扩散方法制备钛/铜/不锈钢复合管。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对界面组织、化学成分、断口形貌和组成相进行分析。通过硬度和剪... 详细信息

采用304不锈钢钢管作为基层,工业纯钛管作为覆层,纯铜箔作为中间层,用拉拔-内压扩散方法制备钛/铜/不锈钢复合管。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对界面组织、化学成分、断口形貌和组成相进行分析。通过硬度和剪切试验测定界面的显微硬度和剪切强度。结果表明,钛/铜、铜/不锈钢界面发生了原子互扩散,并在钛/铜界面形成了不同层次的过渡组织。850℃时,中间层铜可以有效地阻止钛、铁生成脆性金属间化合物。界面显微硬度值随着扩散温度的升高而增大;剪切强度随着扩散温度的升高先增加后降低。

关键词：钛-不锈钢铜中间层扩散复合组织与性能

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高能喷丸对工业纯钛钎焊的影响

稀有金属 2013年第5期37卷 732-737页

作者：陈春焕任瑞铭王振波大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

通过高能喷丸方法在工业纯钛表面制备了纳米表层,选择B-Ag40CuZnCdNi钎料对纳米化前后的纯钛进行了不同工艺的钎焊,借助微观组织分析和抗剪强度测定研究了表面自身纳米化对工业纯钛钎焊过程的影响。结果表明:用B-Ag40CuZnCdNi钎料钎焊... 详细信息

通过高能喷丸方法在工业纯钛表面制备了纳米表层,选择B-Ag40CuZnCdNi钎料对纳米化前后的纯钛进行了不同工艺的钎焊,借助微观组织分析和抗剪强度测定研究了表面自身纳米化对工业纯钛钎焊过程的影响。结果表明:用B-Ag40CuZnCdNi钎料钎焊工业纯钛时,表面自身纳米化预处理提高了母材表面的活性,促进了纯钛母材向液态钎料中的溶解,低温短时焊接时对接头性能提高有利,接头强度比未预处理时提高了13.8%。焊接温度超过650℃后,母材纳米表层的高活性使界面区的金属间化合物层增厚,接头性能反而下降;由于在焊接温度下元素的固态扩散不易进行,纳米化前处理对液态钎料中的元素向母材扩散的影响不明显;母材纳米化前处理后,钎焊时通过降低焊接温度和缩短保温时间,既可发挥纳米表层有益特性,同时避免不利影响。

关键词：工业纯钛表面自身纳米化钎焊

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复合工模具材料的研究现状

金属热处理 2008年第11期33卷 6-12页

作者：潘金芝任瑞铭戚正风大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

随着工模具市场的蓬勃发展,世界各国研发了多种多样的工模具新材料和新技术,而复合工模具材料以其优越的综合性能和低廉的价格,备受广大研究者及生产企业关注。本文着重介绍了国内外复合工模具材料的类型和复合工艺。

关键词：复合材料工模具材料研究现状