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淬火与回火工艺对42CrMo钢显微组织和奥氏体晶粒长大规律的影响

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金属热处理 2023年第1期48卷 181-185页

作者：李鸿娟向成功吴琼王正才宁波职业技术学院浙江宁波315800 瓦房店轴承集团有限公司辽宁瓦房店116300 湖南人文科技学院湖南娄底417000

研究了860~940℃淬火与200~600℃回火对42CrMo钢显微组织的影响,并用金相截线法对奥氏体晶粒尺寸进行测量,建立了42CrMo钢奥氏体晶粒生长动力学方程。结果表明,随着淬火温度和保温时间的增加,42CrMo钢中残留碳化物数量明显减少,碳化物... 详细信息

研究了860~940℃淬火与200~600℃回火对42CrMo钢显微组织的影响,并用金相截线法对奥氏体晶粒尺寸进行测量,建立了42CrMo钢奥氏体晶粒生长动力学方程。结果表明,随着淬火温度和保温时间的增加,42CrMo钢中残留碳化物数量明显减少,碳化物由片状逐渐变为颗粒状。随着淬火温度的升高,板条马氏体组织变得越来越均匀细小。随着回火温度的升高,钢的显微组织向回火屈氏体、回火索氏体转变,当回火温度为600℃时,得到的回火索氏体组织更均匀密集。基于Beck模型的42CrMo钢奥氏体晶粒生长规律的拟合结果,得出奥氏体晶粒长大激活能为2.62×10^(3)J·mol^(-1)。

关键词： 42CrMo钢淬火回火显微组织奥氏体晶粒

热处理对42CrMo钢截齿微观组织与力学性能的影响

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金属热处理 2023年第6期48卷 1-8页

作者：袁志钟王梦飞段旭斌杨海峰李表敏罗锐赵小强程晓农江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013 镇江市宝偃工程机械有限公司江苏镇江212010

以国外同类产品为参考,采用复相处理以及局部感应淬火等多种热处理工艺,研究了42CrMo钢截齿的硬度、冲击吸收能量,并表征了微观组织、断口形貌等,分析了热处理工艺对微观组织和力学性能的影响。结果表明,复相热处理工艺的组织均为下贝氏... 详细信息

以国外同类产品为参考,采用复相处理以及局部感应淬火等多种热处理工艺,研究了42CrMo钢截齿的硬度、冲击吸收能量,并表征了微观组织、断口形貌等,分析了热处理工艺对微观组织和力学性能的影响。结果表明,复相热处理工艺的组织均为下贝氏体/马氏体(LB/M)以及少量残留奥氏体(RA),晶粒更细小且LB具有更好的综合力学性能,比淬火和低温回火(Q-T)工艺的冲击吸收能量更高;局部感应淬火工艺不但冲击吸收能量和齿头硬度最高,而且实现了齿头硬、齿柄软的轴向硬度分布,利于延长服役寿命;Q-T工艺处理后的试样冲击断口呈解理脆断形貌,复相处理的试样呈准解理断裂形貌,局部感应淬火处理的冲击试样呈韧性断裂形貌,得益于调质态(Q&T)组织的优良力学性能。试验数据表明,调质和局部感应淬火的热处理工艺更适合用于硬基材作业的截齿产品。

关键词： 42CrMo钢截齿热处理工艺微观组织力学性能

42CrMo钢超声滚压残余应力及等效塑性应变研究

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塑性工程学报 2023年第5期30卷 141-149页

作者：杜志钢魏昕杨宇辉李毅广东工业大学机电工程学院广东广州510006

基于接触力学模型,建立了超声滚压加工残余应力分布的理论模型,模拟了不同静压力、进给速度和振幅下的超声滚压加工过程,分析了超声滚压加工后残余应力和等效塑性应变的分布情况。结果表明,试样表面会发生不同程度的塑性变形并产生残余... 详细信息

基于接触力学模型,建立了超声滚压加工残余应力分布的理论模型,模拟了不同静压力、进给速度和振幅下的超声滚压加工过程,分析了超声滚压加工后残余应力和等效塑性应变的分布情况。结果表明,试样表面会发生不同程度的塑性变形并产生残余压应力。随着深度的增加,残余压应力逐渐增大,在深度为0.4 mm处达到最大值,之后逐渐转为残余拉应力,最后残余拉应力和残余压应力趋于平衡。随着深度的增加,等效塑性应变先增大后逐渐减小,最后在深度约1 mm处达到0。加工参数中静压力对残余应力和等效塑性应变的影响最为显著,最大残余压应力和等效塑性应变随着静压力的增大而增大,最大残余压应力和最大等效塑性应变分别为-910.07 MPa和0.46。对比残余应力实验和仿真结果,发现二者残余应力随加工参数的变化规律一致,并且误差范围基本保持在10%以内,验证了有限元模型的准确性和有效性。

关键词：超声滚压 42CrMo钢残余应力等效塑性应变有限元分析

42CrMo钢的动态力学行为及高应变率效应的本构模型

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中国科学：技术科学 2021年第3期51卷 249-258页

作者：朱志武张光瀚卢也森西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

为研究42CrMo钢的冲击动态力学性能及本构模型,进行了冲击动态压缩实验和金相观察.材料表现出强烈的应变率依赖性,同时还得到不同应变率下力学性能差异的主要原因在于冲击动态载荷下的绝热剪切行为.采用热激活理论,分别考虑热应力和非... 详细信息

为研究42CrMo钢的冲击动态力学性能及本构模型,进行了冲击动态压缩实验和金相观察.材料表现出强烈的应变率依赖性,同时还得到不同应变率下力学性能差异的主要原因在于冲击动态载荷下的绝热剪切行为.采用热激活理论,分别考虑热应力和非热应力来解释变形机理,得到了应变率效应的描述.基于此,本文提出含高应变率效应的动态本构模型,通过绝热剪切准则来确定失稳的起始点,并与模型进行耦合.该模型能很好地描述42CrMo钢的准静态和冲击动态力学行为,特别是应变硬化效应和应变率效应.

关键词： 42CrMo钢本构模型绝热剪切分离式霍普金森压杆热激活

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42CrMo钢的钛催渗等离子渗氮工艺

金属热处理 2023年第5期48卷 252-258页

作者：钟厉王佐钰门昕皓韩西重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

研究了不同渗氮时间下钛元素对42CrMo钢常规离子渗氮工艺的作用效果,表征分析了不同渗氮工艺下试样表面的渗层组织及性能。结果表明,钛催渗离子渗氮试样的表面硬度和渗层深度均明显高于常规离子渗氮。在535℃×3 h的工艺条件下,钛催渗... 详细信息

研究了不同渗氮时间下钛元素对42CrMo钢常规离子渗氮工艺的作用效果,表征分析了不同渗氮工艺下试样表面的渗层组织及性能。结果表明,钛催渗离子渗氮试样的表面硬度和渗层深度均明显高于常规离子渗氮。在535℃×3 h的工艺条件下,钛催渗离子渗氮试样渗层的表面硬度达到887.4 HV0.2,渗氮层厚度约为400μm。钛元素的加入促进了氮元素的渗透和扩散,在试样表面生成高硬度化合物TiN。相较于相同保温时间下的常规离子渗氮,钛催渗离子渗氮试样表面硬度提高了60 HV0.2,渗层厚度增加了80μm,渗氮效率提升了约25%。与常规离子渗氮相比,钛催渗离子渗氮工艺具有显著优势,不仅有利于改善渗层组织性能,增强渗氮效果,还提高了渗氮效率,使渗氮周期明显缩短。

关键词： 42CrMo钢钛催渗等离子渗氮显微组织硬度

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42CrMo钢六角头螺栓热镀锌裂纹分析

金属热处理 2023年第1期48卷 257-260页

作者：赵全育梁嘉俊陈旭鹏童波夏国华严琴丁志敏飞沃新能源科技股份有限公司湖南常德415701 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

42CrMo钢六角头螺栓在热镀锌工艺完成后的磁粉探伤时发现部分螺栓的圆角处存在裂纹。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对螺栓进行了断口、显微组织和成分分析。结果表明,开裂螺栓经破断后的断口符合氢脆断口特征,断口附近氢元素的质... 详细信息

42CrMo钢六角头螺栓在热镀锌工艺完成后的磁粉探伤时发现部分螺栓的圆角处存在裂纹。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对螺栓进行了断口、显微组织和成分分析。结果表明,开裂螺栓经破断后的断口符合氢脆断口特征,断口附近氢元素的质量分数偏高,达4×10^(-6)。裂纹形貌特征和氢脆裂纹特征吻合,裂纹两侧组织为正常的调质组织且裂纹内还发现有锌液残余,可以排除裂纹是由于组织异常或在淬火时产生的。因此,可以推断42CrMo钢六角头螺栓开裂类型为氢致开裂,氢致开裂发生在热镀锌过程中。

关键词： 42CrMo钢六角头螺栓热镀锌氢致开裂

Al对42crmo螺栓钢淬透性及组织的影响

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金属学报 2020年第10期56卷 1324-1334页

作者：吕超然徐乐史超刘进德蒋伟斌王毛球钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081 内蒙古北方重工业集团有限公司包头014033 宁夏天地奔牛实业集团有限公司石嘴山753001 建龙北满特殊钢有限责任公司齐齐哈尔161041

在42CrMo钢基础成分中配合添加Al-Ti和Al-B元素,通过末端淬火实验和截面硬度实验对比分析3种42CrMo钢淬透性的差异,并通过OM、SEM等手段观察晶粒形貌以及不同部位淬火后显微组织,利用三维原子探针(3DAP)分析元素分布,通过常规力学性能... 详细信息

在42CrMo钢基础成分中配合添加Al-Ti和Al-B元素,通过末端淬火实验和截面硬度实验对比分析3种42CrMo钢淬透性的差异,并通过OM、SEM等手段观察晶粒形貌以及不同部位淬火后显微组织,利用三维原子探针(3DAP)分析元素分布,通过常规力学性能实验检测其常温拉伸和低温冲击性能。结果表明,AlTi、Al-B的添加均使42CrMo钢淬透性提高,Al-B钢增加淬透性作用更大,淬火后距淬火端25 mm处的硬度增加6 HRC,直径42、48和56 mm截面的心部硬度分别增加7、10和14 HRC,并且使钢的抗拉强度Rm≥1200 MPa,-40℃下冲击吸收功KV2≥27 J,力学性能满足低温环境下螺栓用钢的使用要求。通过化学相分析实验和TTT曲线测定,表明Al-Ti配合添加,Ti发挥固氮作用形成TiN,使Al固溶于铁素体中,抑制贝氏体产生;Al-B配合添加,一部分Al发挥固氮作用,另外一部分Al与B共同固溶于钢中,抑制珠光体和铁素体的转变,增加实验用钢在较低的冷速下获得马氏体的能力,提高钢的淬透性。通过3DAP实验分析钢中各元素的分布情况,其中Al元素在钢中弥散分布,抑制C的扩散,从而抑制贝氏体的形成,提高钢的淬透性。实验结果表明,Al在钢中添加既可作为固N元素促进B的固溶,也可由其自身固溶于钢中,提高材料的淬透性。

关键词： 42CrMo钢淬透性 3DAP 力学性能相分析

高能瞬时电脉冲处理对42CrMo钢组织与性能的影响

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金属学报 2018年第9期54卷 1245-1252页

作者：潘栋赵宇光徐晓峰王艺橦江文强鞠虹吉林大学材料科学与工程学院汽车材料教育部重点实验室长春130025

采用XRD、SEM及TEM等手段,研究了42Cr Mo钢经高能瞬时电脉冲及传统处理后组织与性能的变化。结果表明,480 ms电脉冲处理后水冷(EPQ)处理可细化42Cr Mo钢的晶粒和组织,促进残余奥氏体及孪晶马氏体的形成,处理后的综合力学性能比传统淬火(... 详细信息

采用XRD、SEM及TEM等手段,研究了42Cr Mo钢经高能瞬时电脉冲及传统处理后组织与性能的变化。结果表明,480 ms电脉冲处理后水冷(EPQ)处理可细化42Cr Mo钢的晶粒和组织,促进残余奥氏体及孪晶马氏体的形成,处理后的综合力学性能比传统淬火(TQ)态42Cr Mo钢提高32%;随后的180 ms电脉冲处理后空冷(EPT)处理可提高EPQ态42Cr Mo钢中残余奥氏体的稳定性,促进复相组织的形成,处理后的综合力学性能比其经传统回火(TT)处理后提高13.9%。

关键词：电脉冲处理 42CrMo钢多相组织残余奥氏体强塑积

水射流喷丸预处理对42CrMo钢氮化后接触疲劳性能的影响

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材料导报 2019年第18期33卷 3107-3112页

作者：黎国猛梁益龙范航京张雄菲朱勇贵州大学材料与冶金学院贵阳550025 贵州省材料结构与强度重点实验室贵阳550025 贵州大学高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室贵阳550025

利用高压水射流喷丸技术(WSP)和真空脉冲等离子氮化技术,研究了水射流喷丸预处理对42CrMo钢等离子氮化后的滚动接触疲劳性能的影响。采用OM、SEM、TEM、XRD应力测定仪、表面粗糙度仪、显微硬度仪对等离子氮化和复合处理后试样的渗层显... 详细信息

利用高压水射流喷丸技术(WSP)和真空脉冲等离子氮化技术,研究了水射流喷丸预处理对42CrMo钢等离子氮化后的滚动接触疲劳性能的影响。采用OM、SEM、TEM、XRD应力测定仪、表面粗糙度仪、显微硬度仪对等离子氮化和复合处理后试样的渗层显微组织、结构以及表面完整性进行了表征,并对疲劳断口形貌进行了分析。结果表明:经过WSP预处理后,42CrMo钢获得了更好的氮化效果,疲劳性能得到大幅提升。原因是经WSP预处理后,试样表面细小弥散的氮化物和表层晶粒的细化有利于抑制表面裂纹的萌生与扩展,改变了疲劳裂纹的萌生机制,次表层硬度的提高以及更深的残余压应力影响层推迟了次表层裂纹的萌生,更高的次表层残余压应力抑制了次表层二次裂纹的萌生以及主裂纹的扩展,延长了42CrMo钢渗氮后的接触疲劳寿命,使得失效机理更接近于赫兹理论。

关键词：金属材料 42CrMo钢接触疲劳性能表面完整性水射流喷丸渗氮