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Optimizing the low-pressure carburizing process of 16cr3niwmovnbe gear steel

Journal of Materials Science & Technology 2019年第7期35卷 1218-1227页

作者： Haojie Wang Bin Wang Zhaodong Wang Yong Tian R.D.K.Misra State Key Laboratory of Rolling and Automation Northeastern UniversityShenyang 110819China Laboratory for Excellence in Advanced Steel Research Department of MetallurgicalMaterials and Biomedical EngineeringUniversity of Texas at El PasoEl PasoTX 79968USA

Compared with the traditional atm ospheric carburization, low-pressure carburization has the benefits of producing no surface oxidation and leaving fine, uniformly dispersed carbides in the carburized layer. However, the process param eters for low-pressure carburization of 16cr3niwmovnbe steel have yet to be optimized. Thus, we use the saturation-value method to optimize these parameters for aviation-gear materials. Toward this end, the m icrostructure and properties of 16cr3niwmovnbe steel after different carburization processes are studied by optical microscopy, scanning electron microscopy, transm ission electron microscopy, and electron probe microanalysis. Considering the saturated austenite carbon concentration, we propose a model of carbon flux and an alloy coefficient for low -pressure carburization to reduce the carbon concentration in austenite and avoid the surface carbide network. At the early stage of carburization (30 s), the gas-solid interface has a higher concentration gradient. The averaging method is not ideal in practical applications, but the carbon flux measured by using the segm ented average m ethod is 2.5 times that measured by the overall average method, which is ideal in practical applications. The corresponding carburization tim e is reduced by 60%. By using the integral average method, the actual carburization time increases, which leads to the rapid form ation of carbide on the surface and affects the entire carburization process. Nb and Wcombine with C to form carbides, which hinders carbon diffusion and consumes carbon, resulting in a sharp decrease in the rate of C diffusion in austenite (the diffusion rate is reduced by 52% for 16cr3niwmovnbe steel). By changing the diffusion coefficient model and comparing the hardness gradient of different processes, the depth of the actual layer is found to be very similar to the design depth.

关键词： 16cr3niwmovnbe steel Low-pressure carburizing Saturated carbon concentration Carbon flux

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温度对齿轮钢16cr3niwmovnbe应变疲劳性能的影响

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机械科学与技术 2011年第6期30卷 883-887页

作者：马俊张建国王泓李锦娟陈燕霞西北工业大学材料学院西安710072

发动机传动齿轮工作时温度从室温上升到623 K,不同温度下材料的抗疲劳性能不同,因此试验研究了300 K、373 K、473 K、573 K和623 K下齿轮钢16cr3niwmovnbe的应变疲劳性能。应用Conffin-Manson应变疲劳寿命预测模型回归分析,分别得到5个... 详细信息

发动机传动齿轮工作时温度从室温上升到623 K,不同温度下材料的抗疲劳性能不同,因此试验研究了300 K、373 K、473 K、573 K和623 K下齿轮钢16cr3niwmovnbe的应变疲劳性能。应用Conffin-Manson应变疲劳寿命预测模型回归分析,分别得到5个温度下材料低周疲劳寿命预测公式。研究了温度对寿命预测公式中疲劳强度指数、疲劳强度系数、疲劳延性指数、疲劳延性系数、弹性模量和过渡寿命的影响,温度通过影响这些参数,进而影响寿命的预测,通过归纳分析得到由温度控制的疲劳寿命预测模型。300 K、373 K和473 K材料表现为循环软化,573 K、623 K材料表现为循环硬化,给出描述循环应力相应变化的定量表达式。

关键词：齿轮钢 16cr3niwmovnbe 低周疲劳寿命温度循环应力响应

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16cr3niwmovnbe齿轮渗碳工艺改进

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机械工程师 2016年第8期 162-163页

作者：陈娜张家界航空工业职业技术学院湖南张家界427000

针对16cr3niwmovnbe齿轮渗碳质量不稳定的问题,改进渗碳工艺,对试样进行深度测量、渗层表面硬度和中心硬度检验、渗碳层和中心的金相组织分析,从试验中找出最佳的渗碳热处理工艺。

关键词： 16cr3niwmovnbe 齿轮渗碳工艺

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多火次锻造对16cr3niwmovnbe材料锻件的影响

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中国科技期刊数据库工业A 2021年第6期 159-160,170页

作者：王振桥中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨150066

16cr3niwmovnbe是一种的渗碳齿轮钢,它具有较高的纯净度、细的晶粒度和良好的组织均匀性,在航空发动机传动齿轮轴部件的应用量越来大,其冶金质量也就直接影响了发动机的性能和寿命。锻件多火次锻造、最后一火次变形量如果落在临界变形区... 详细信息

16cr3niwmovnbe是一种的渗碳齿轮钢,它具有较高的纯净度、细的晶粒度和良好的组织均匀性,在航空发动机传动齿轮轴部件的应用量越来大,其冶金质量也就直接影响了发动机的性能和寿命。锻件多火次锻造、最后一火次变形量如果落在临界变形区,就会导致锻件出现粗晶的现象。所以我们要避免多火次锻造、增大最后一火次变形量。

关键词：多火次锻造 16cr3niwmovnbe 最后一火次变形量

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齿轮钢表面W-Mo涂层的制备及摩擦磨损性能研究

齿轮钢表面W-Mo涂层的制备及摩擦磨损性能研究

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作者：邱中凯南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着航空业的发展,航空用齿轮经常需要在高载荷与高转速的极端环境下工作,工作温度已经达到350℃甚至更高,这要求齿轮具有更高的表面性能。尽管传统化学热处理仍是齿轮表面强化的主要方法,但是使用现代表面技术可以在齿轮上制备更高性... 详细信息

随着航空业的发展,航空用齿轮经常需要在高载荷与高转速的极端环境下工作,工作温度已经达到350℃甚至更高,这要求齿轮具有更高的表面性能。尽管传统化学热处理仍是齿轮表面强化的主要方法,但是使用现代表面技术可以在齿轮上制备更高性能的表面改性层,具有巨大的应用前景。为了提高16cr3niwmovnbe齿轮钢的表面硬度与耐磨性,本文采用双层辉光等离子表面冶金技术在齿轮钢表面制备W-Mo涂层,并且在齿轮钢表面采用固体渗C法制备渗C强化层作为对比。通过研究各工艺参数对涂层厚度及性能的影响,得到W-Mo共渗的最佳工艺参数为:源极电压950～1000V,阴极电压550～600V,温度850～870℃,气压36Pa,保温时间3.5h,极间距20mm。在最佳工艺参数下,制得的W-Mo涂层均匀致密,与基体结合良好,总厚度约为12μm,主要由高硬度的W与Mo相构成。显微硬度测试显示,W-Mo涂层的硬度约为1073.42HV0.05,约是基体试样的2.95倍,固体渗C试样的1.68倍。使用旋转式高温磨损试验机研究了温度的变化对W-Mo共渗试样表面耐磨性的影响。结果显示,在各温度下,W-Mo共渗试样的磨损体积均最小。在350℃高温下,基体试样与渗C试样表面均会发生大量氧化而造成较严重的磨损,但是W-Mo共渗试样表面会形成W与Mo的氧化膜,减缓涂层的磨损;另外,在500℃时,基体试样与渗C试样还会发生软化,造成磨损大大加剧。使用往复式磨损实验机研究常温下载荷、滑动速度与摩擦副的变化对W-Mo共渗试样表面耐磨性的影响。结果显示,在各条件下,W-Mo共渗试样均展现了最好的耐磨性。其中在最高载荷620g的情况下,W-Mo共渗试样的磨损体积约为渗C试样的42.4%,仅为基体试样的15.4%;在最大滑动速度6m/min的情况下,W-Mo共渗试样的磨损体积约为渗C试样的40.5%,仅为基体试样的16.6%。摩擦副为Si3N4时,三种试样的磨损体积均比摩擦副为Gcr15时的大,但是W-Mo涂层的磨损体积仍最低。

关键词：等离子表面冶金齿轮 16cr3niwmovnbe W-Mo共渗磨损

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