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材质对谐波减速器刚轮的耐磨性能影响

机械传动 2024年第4期48卷 126-130页

作者：穆晓彪葛艺高明艳杨国强张朝磊北京中技克美谐波传动股份有限公司北京101318 北京科技大学碳中和研究院北京100083

采用3种谐波减速器用刚轮材料——2Cr13不锈钢、40Cr中碳合金钢、45钢,通过对其显微组织、硬度、三维及二维形貌的显微磨损、摩擦因数的分析,探究不同材料耐磨性能的差异。结果表明,2Cr13、40Cr的显微组织为回火索氏体,45钢的显微组织... 详细信息

采用3种谐波减速器用刚轮材料——2Cr13不锈钢、40Cr中碳合金钢、45钢,通过对其显微组织、硬度、三维及二维形貌的显微磨损、摩擦因数的分析,探究不同材料耐磨性能的差异。结果表明,2Cr13、40Cr的显微组织为回火索氏体,45钢的显微组织为铁素体与珠光体。2Cr13、40Cr硬度相近且远大于45钢。2Cr13磨损形貌为黏着与剥落,磨损机制为黏着磨损;40Cr、45钢磨损形貌为犁沟与剥落、犁沟与黏着,磨损机制为磨粒磨损。3种材料的摩擦因数相差可忽略不计。2Cr13、40Cr、45钢截面的磨损面积分别为5008、1645、6535μm2。硬度相近下,40Cr表现出比2Cr13更优异的耐磨性能。45钢与摩擦副材料的硬度值相差最大,耐磨性能最差。

关键词：谐波减速器刚轮材质磨损机制耐磨性能

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谐波减速器服役过程中柔轮断裂失效原因分析与工艺改进

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特殊钢 2024年第1期45卷 98-102页

作者：穆晓彪张永奇高明艳杨国强张朝磊北京中技克美谐波传动股份有限公司北京101318 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

通过显微组织的观察分析、断口形貌的观察和硬度测定,分析造成柔轮疲劳断裂失效的原因。结果表明,失效柔轮的显微组织为回火屈氏体,柔轮上存在较严重的3级带状组织。虽然存在MnS和Al2O3夹杂物引起的4.42μm微孔,但由于其尺寸和数量较小... 详细信息

通过显微组织的观察分析、断口形貌的观察和硬度测定,分析造成柔轮疲劳断裂失效的原因。结果表明,失效柔轮的显微组织为回火屈氏体,柔轮上存在较严重的3级带状组织。虽然存在MnS和Al2O3夹杂物引起的4.42μm微孔,但由于其尺寸和数量较小,不是导致其断裂的主要原因。样品的晶粒整体上较粗大,断口裂纹处晶粒更粗大且更不均匀,断口裂纹处的晶粒尺寸是远离断口晶粒的1.4倍。晶粒粗大使晶界面积减小,导致塑性变形不均匀,易产生应力集中,从而产生初生裂纹,同时也不利于阻碍裂纹的扩展,导致样品发生断裂失效。因此,原奥氏体晶粒粗大是导致柔轮疲劳断裂主要原因。可通过循环热处理或增加正火预处理,达到细化晶粒的作用。

关键词：谐波减速器柔轮断裂失效

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变形量对冷拉拔低碳镀锌钢丝力学性能的影响

河北冶金 2024年第2期 27-31页

作者：王海宾闫建升狄增文卢伟永宋仁伯张朝磊河钢集团张宣科技有限公司河北宣化075100 北京科技大学碳中和研究院北京100083 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

冷拉拔低碳镀锌钢丝以良好的耐蚀性能、焊接性能、与力学性能协同匹配的良好综合性能和低廉的价格广泛应用于轻工业及建筑行业,其中变形量是影响其力学性能、生产成本及良品率的关键因素。通过显微组织分析、力学性能测定、断口观察,研... 详细信息

冷拉拔低碳镀锌钢丝以良好的耐蚀性能、焊接性能、与力学性能协同匹配的良好综合性能和低廉的价格广泛应用于轻工业及建筑行业,其中变形量是影响其力学性能、生产成本及良品率的关键因素。通过显微组织分析、力学性能测定、断口观察,研究了Q235冷拉拔低碳镀锌钢丝不同变形量下的加工硬化过程,并分析了断丝及钢丝表面出现箭头状裂纹的原因。结果表明:真应变从0增加到2.41的过程中,抗拉强度、横纵截面硬度随应变量增加呈抛物线状增加,抗拉强度从586.8 MPa增加到1157.1 MPa,横截面硬度比纵截面增加了5.8 HV。塑性变形初期,加工硬化率最大,为364.7 MPa。真应变从0增加到1.91过程中,加工硬化率从364.7 MPa降低到162.2 MPa,真应变从1.91增加到2.41的过程中,加工硬化率又增加到了172.0 MPa。钢丝中存在CaO夹杂物是导致钢丝出现断丝和表面箭头状裂纹的主要原因。

关键词：低碳镀锌钢冷拉拔变形量加工硬化率夹杂物

高碳铬轴承钢组织双超细化的研究现状与发展趋势

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材料导报 2023年第6期37卷 138-143页

作者：张朝磊朱禹承蒋波北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

高端轴承已成为中国高端装备制造业中的“卡脖子”问题。轴承用钢的质量是决定轴承性能、精度、寿命及可靠性的重要基础和保证。轴承钢的发展已经历四代,高碳铬轴承钢始终是使用量最大、适用面最广的轴承关键材料。其在微观组织上追求... 详细信息

高端轴承已成为中国高端装备制造业中的“卡脖子”问题。轴承用钢的质量是决定轴承性能、精度、寿命及可靠性的重要基础和保证。轴承钢的发展已经历四代,高碳铬轴承钢始终是使用量最大、适用面最广的轴承关键材料。其在微观组织上追求晶粒和碳化物的双超细化,由晶界碳化物引起的脆化及疲劳破坏是限制其质量进一步提升的瓶颈。目前,传统的组织调控手段存在一些不足,导致轴承钢应用受阻,不足之处主要是未从根本上解决淬火组织中晶界碳化物数量多、尺寸大从而恶化韧性,以及以循环淬火为主的组织超细化手段显著增大热处理变形等问题。本文概述了高性能轴承钢材料的发展现状与趋势,以及组织双超细化的前沿技术;并详细介绍了晶界改质处理和温成形等新技术在高碳铬轴承钢中的应用情况,探讨了组织双超细化技术面临的机遇与挑战。最后指出不仅需要提升轴承钢的冶金质量和研发新型轴承钢材料,还需要对传统轴承钢的组织超细化均匀化、晶界净化调控等进行基础理论研究和技术开发,突破轴承钢、工具钢等过共析钢的共性短板,满足高端轴承国产化需求。

关键词：高碳铬轴承钢组织超细化晶界改质处理温成形

商用车42CrMo钢半轴在淬火过程中的熔化开裂失效分析

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热加工工艺 2023年

作者：李锦程王现文张朝磊宋仁伯北京科技大学机械工程学院北京科技大学材料科学与工程学院北京科技大学碳中和创新研究院

42CrMo钢商用车半轴在中频感应淬火过程中出现贯穿杆部与花键的多点融化裂纹及单点融化裂纹。通过显微组织分析，带状组织分析、硬度测定以及断口形貌的观察，确定了失效原因。断口分析结果排除了钢中异常的夹杂物、夹渣等情况导致开裂... 详细信息

42CrMo钢商用车半轴在中频感应淬火过程中出现贯穿杆部与花键的多点融化裂纹及单点融化裂纹。通过显微组织分析，带状组织分析、硬度测定以及断口形貌的观察，确定了失效原因。断口分析结果排除了钢中异常的夹杂物、夹渣等情况导致开裂的可能。微观组织分析结果表明：过热导致了熔化及开裂。感应淬火过程中加热器卡滞使得缺陷位置过热而熔化，晶粒异常长大，板条马氏体粗大，观察到明显沿晶断裂，带状组织也增加了淬火开裂倾向，最终致使半轴开裂失效。

关键词：汽车半轴感应淬火粗大晶粒沿晶断裂

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输电铁塔用双导线铝设备线夹断裂失效分析

特种铸造及有色合金 2023年第3期43卷 359-362页

作者：丁文彬方文张朝磊葛艺北京科技大学材料科学与工程学院大唐锅炉压力容器检验中心有限公司

通过化学成分光谱检测分析、显微组织观察、断口分析、力学性能测试等手段,对输电铁塔用设备线夹断裂失效原因进行分析。结果表明,ZL102铝合金变质处理效果不明显,金相显微组织主要为α-Al基体上不均匀分布着粗大针片状共晶Si相。合金... 详细信息

通过化学成分光谱检测分析、显微组织观察、断口分析、力学性能测试等手段,对输电铁塔用设备线夹断裂失效原因进行分析。结果表明,ZL102铝合金变质处理效果不明显,金相显微组织主要为α-Al基体上不均匀分布着粗大针片状共晶Si相。合金受力时在针片状共晶Si的棱角、尖端等位置会造成应力集中,为裂纹的萌生与扩展提供条件,使其抗拉强度和伸长率仅为要求值的67.6%、36.0%。同时,材料中存在的较多孔洞、二次裂纹和铸造缩孔也加剧了设备线夹提前断裂失效。

关键词： SSY型设备线夹 ZL102铝合金显微组织力学性能失效分析

中碳微合金非调质钢36MnVS4连杆胀断缺陷分析

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锻压技术 2023年第7期48卷 228-233页

作者：黄博远董帅君孙建林张朝磊北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

通过合金成分分析、显微组织定量表征、断口形貌观察及力学性能测定,对中碳微合金非调质钢36MnVS4连杆断口掉渣和断口不齐缺陷进行分析。在VW 50030标准和TCCMI 13.1—2021标准下进行比较,结果表明:4支连杆组织为珠光体+铁素体,均无异... 详细信息

通过合金成分分析、显微组织定量表征、断口形貌观察及力学性能测定,对中碳微合金非调质钢36MnVS4连杆断口掉渣和断口不齐缺陷进行分析。在VW 50030标准和TCCMI 13.1—2021标准下进行比较,结果表明:4支连杆组织为珠光体+铁素体,均无异常组织,晶粒度均为5.5~6.0级,不符合标准要求;缺陷连杆的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率符合标准,但断面收缩率为26.5%~27.4%,明显低于合格连杆的32.8%~33.5%的断面收缩率,未达到要求。断口不齐的主要原因为断口附近的Ca、Si氧化物夹杂物,在断口侧面发现激光切槽的位置较深,不仅改变胀断轨迹,还降低断面收缩率;掉渣的主要原因为断口附近出现微孔型断裂韧窝,改变了断口表面状态。最后提出采用控锻控冷技术精确控制组织性能是解决问题的关键。

关键词：非调质钢胀断加工掉渣断口不齐控锻控冷技术

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汽车胀断连杆用非调质钢的应用现状与发展

材料导报 2017年第5期31卷 58-64页

作者：张朝磊刘雅政北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

综述了胀断加工技术对连杆材料的特殊要求及胀断连杆用材料的发展现状,探讨了非调质钢胀断连杆组织性能控制的原理与策略。最后提出了扩大非调质钢应用的建议,强调应加强基础研究,揭示非调质钢的材料特性,特别是组织性能定量关系;强化"... 详细信息

综述了胀断加工技术对连杆材料的特殊要求及胀断连杆用材料的发展现状,探讨了非调质钢胀断连杆组织性能控制的原理与策略。最后提出了扩大非调质钢应用的建议,强调应加强基础研究,揭示非调质钢的材料特性,特别是组织性能定量关系;强化"产学研用"结合,采用控锻控冷技术实现非调质钢胀断连杆组织性能的精确柔性系统控制。

关键词：连杆非调质钢胀断加工技术组织性能

碳含量和晶粒尺寸对高碳钢表面脱碳类型和深度的影响

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钢铁研究学报 2022年第7期34卷 687-693页

作者：王欢黄博远刘哲铭张成成张朝磊吴裕中国核动力研究设计院反应堆燃料与材料重点实验室四川成都610213 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

硬线在加热、轧制等过程中会发生表面脱碳,严重影响工件的性能。通过等温加热实验,研究了加热温度和碳含量对硬线60、70和82B钢表面脱碳层类型和深度的影响,及原始奥氏体晶粒尺寸对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳类型和深度的影响。结果表明:保... 详细信息

硬线在加热、轧制等过程中会发生表面脱碳,严重影响工件的性能。通过等温加热实验,研究了加热温度和碳含量对硬线60、70和82B钢表面脱碳层类型和深度的影响,及原始奥氏体晶粒尺寸对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳类型和深度的影响。结果表明:保温90 min后,60钢在700~750℃时仅存在完全脱碳层,在850~900℃时仅存在部分脱碳层,其完全脱碳层深度随温度增加而逐渐减小,部分脱碳层则相反。70钢仅在850~900℃时存在部分脱碳层。82B钢的脱碳层深度随着温度增加先增加后减少至消失,然后又逐渐增加。硬线在碳含量处于γ单相区时主要发生部分脱碳,且深度随碳含量的升高而增大;碳含量处于α+γ两相区时主要发生完全脱碳,且深度随着碳含量增加先减小后增大。弹簧钢60Si2MnA的完全脱碳层深度随着原始奥氏体晶粒尺寸的增大逐渐减小。

关键词：硬线表面脱碳脱碳类型碳含量晶粒尺寸