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调控42crmo、35MnB合金钢残余应力深冷处理工艺的研究

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调控42CrMo、35MnB合金钢残余应力深冷处理工艺的研究

作者：陈志岗太原科技大学

学位级别：硕士

残余应力直接影响机械零件的强度、疲劳以及尺寸稳定性等性能,进而对工件的使用寿命有所影响,残余应力是各种应力综合作用的结果,且状态极易受到外界环境因素的影响,而深冷处理在一定程度上可以调控残余应力,因此,研究深冷处理对残余应... 详细信息

残余应力直接影响机械零件的强度、疲劳以及尺寸稳定性等性能,进而对工件的使用寿命有所影响,残余应力是各种应力综合作用的结果,且状态极易受到外界环境因素的影响,而深冷处理在一定程度上可以调控残余应力,因此,研究深冷处理对残余应力的调控具有重要意义。考虑到当今市场中截齿齿体材料,以42crmo和35MnB合金钢材料为研究对象,通过数值模拟和试验验证的方法,探究了深冷处理对42crmo和35MnB合金钢表面残余应力调控工艺,获得了良好表面残余应力状态的深冷参数,主要研究内容和结论如下:（1）试样在不同热处理工艺下温度场、组织场对应力场分布影响的研究。温度场中,试样在淬火过程中温度分布不均匀引起的热应力要比深冷过程更加明显;组织场中,残余奥氏体向马氏体组织转变时呈非同时性;应力场中,经深冷处理后工件的残余应力下降,并且由残余拉应力转变为残余压应力。（2）深冷温度、深冷时间和交变次数对材料残余应力影响的研究。利用极差分析法得出深冷工艺参数对42crmo合金钢试样残余应力的影响因素依次为:深冷时间＞深冷温度＞交变次数,得到优化工艺为,深冷温度为-80℃,深冷时间为12h,交变次数为2次;深冷工艺参数对35MnB合金钢试样残余应力的影响因素依次为:深冷温度＞交变次数＞深冷时间,得到优化工艺为,深冷温度为-196℃,深冷时间为12h,交变次数为2次。（3）从微观角度探索残余应力调控机理。经深冷处理后,绝大多数组织从奥氏体转变为马氏体,马氏体增多,分布在马氏体晶体边界处的残余奥氏体就可以松弛马氏体界面上因位错堆积而造成的应力集中,从而减少了组织内部的残余应力。

关键词： 42crmo 35MnB 深冷处理工艺表面残余应力

焊接工艺在42crmo特大型转盘轴承返修中的应用

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轴承 2013年第6期 26-28页

作者：李崇崇张磊磊霍晓磊赵瑞瑞王凯歌洛阳LYC轴承有限公司特大型轴承厂河南洛阳471039 洛阳LYC轴承有限公司控股风电部河南洛阳471039

分析特大型转盘轴承的典型损伤特征,介绍了采用焊接工艺对42crmo特大型转盘轴承滚道磨损和断齿进行修复的具体过程。

关键词：特大型转盘轴承 42crmo 修复焊接滚道剥落齿根断裂

截齿材料YG10/42crmo深冷处理工艺优化研究

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截齿材料YG10/42CrMo深冷处理工艺优化研究

作者：侯强太原科技大学

学位级别：硕士

截齿是采煤机和掘进机上采煤工作的关键性零件,其材料性能的优劣对采煤工作的可靠性、经济性及效率具有重要影响。延长截齿寿命的措施多种多样,通常采用优化截齿结构以及生产工艺等措施改善截齿的相关性能,因此研究截齿生产工艺对提高... 详细信息

截齿是采煤机和掘进机上采煤工作的关键性零件,其材料性能的优劣对采煤工作的可靠性、经济性及效率具有重要影响。延长截齿寿命的措施多种多样,通常采用优化截齿结构以及生产工艺等措施改善截齿的相关性能,因此研究截齿生产工艺对提高采掘机械的生产效率和企业的经济效益具有重要意义。为改善截齿材料耐磨性,选取深冷温度、深冷时间、深冷交变次数三个因素对截齿材料深冷处理进行正交试验设计,采用极差分析方法得出了各项性能对应的优化工艺方案,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析YG10、42Cr Mo微观组织,探究了截齿材料的磨损机理。论文主要研究内容和结论如下:(1)研究不同深冷处理工艺参数对YG10硬质合金材料耐磨性的影响规律,通过极差分析得出优化工艺,并对试样磨痕和微观组织进行分析,探究YG10硬质合金的磨损机理以及深冷处理对其耐磨性强化机理,研究结果表明:与传统工艺相比,硬度提升了33.6%,耐磨性提升了72.8%,各因素对耐磨性影响的顺序为深冷温度>深冷时间>深冷交变次数,优化工艺方案为深冷温度-196℃、深冷时间24h、深冷交变次数2次。η相析出和粘结相α-Co向ε-Co转变是提高YG10硬质合金耐磨性的主要原因。(2)研究不同深冷处理工艺参数对42crmo齿体材料耐磨性的影响规律,通过极差分析得出优化工艺,并对试样磨痕和微观组织进行分析,探究42Cr Mo合金钢的磨损机理以及深冷处理对其耐磨性强化机理,研究结果表明:与传统工艺相比,硬度提升了3.9%,耐磨性提升了24.1%,冲击韧性提升了54.7%,各因素对耐磨性影响的顺序为深冷温度>深冷时间>深冷交变次数,对冲击韧性影响的顺序为深冷时间>深冷交变次数>深冷温度,优化工艺方案为深冷温度-196℃、深冷时间24h、深冷交变次数2次。残余奥氏体的转变以及CrC、FeC等碳化物析出和细化是提高42Cr Mo合金钢耐磨性的主要原因。

关键词： YG10 42crmo 深冷处理耐磨性

稀土Ce对42crmo切削钢的切削性和强韧性影响

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稀土Ce对42CrMo切削钢的切削性和强韧性影响

作者：袁麟沈阳理工大学

学位级别：硕士

42crmo钢作为一种典型的中碳合金结构钢,因具有优异的抗疲劳、冲击性能以及良好的淬透性等,被广泛应用于制造发动机曲轴、连杆以及精密齿轮等一系列传动零部件。这些高精度零部件,加工工艺复杂繁多,在要求原材料具有优异的力学性能之外... 详细信息

42crmo钢作为一种典型的中碳合金结构钢,因具有优异的抗疲劳、冲击性能以及良好的淬透性等,被广泛应用于制造发动机曲轴、连杆以及精密齿轮等一系列传动零部件。这些高精度零部件,加工工艺复杂繁多,在要求原材料具有优异的力学性能之外,还需具有一定的切削加工性能。通常,钢中加入一定含量的S元素,能够有效提高材料的切削性能。但是,S元素的加入,将明显降低钢的综合力学性能。因此,如何有效地确保易切削钢的综合力学性能,尤其是低温冲击,是易切削钢发展的重要方向。本文以42crmo含S易切削钢为研究对象,探究了稀土Ce影响钢中夹杂物析出特征的规律,以及Ce对经锻造后的夹杂物的析出特征的影响。并且,对比分析了不同Ce含量实验钢的力学性能和切削性能的差异,确定了兼具优异综合力学性能和良好切削性能的Ce元素的添加量。主要研究工作如下:（1）新型42crmo稀土易切削钢材料的设计及制备。通过Thermo-calc热力学软件,对新型42crmo稀土易切削钢的平衡凝固冷却过程进行计算,可以进一步规范其成分范围,也对后续材料的热处理工艺起到指导作用。（2）稀土Ce对42crmo易切削钢中夹杂物的影响。通过光学金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、Aspex夹杂物扫描电镜以及三维X射线显微断层扫描技术等微观表征手段,观察新型42crmo稀土易切削钢中夹杂物的析出特征,以及对比铸态与锻态试样中夹杂物的析出特征的异同,进而阐述稀土Ce元素在钢中所起到的变质夹杂作用。（3）稀土Ce对42crmo易切削钢力学性能的影响。通过室温拉伸实验及室温和低温冲击实验,研究稀土Ce对实验钢拉伸性能及冲击韧性的影响,进而分析Ce元素改善新型42crmo稀土易切削钢力学性能的原因,以及不同含量Ce的添加对新型42crmo稀土易切削钢力学性能的影响规律。（4）稀土Ce对42crmo易切削钢切削性能的影响。基于变量控制法,通过数控车床对实验钢进行切削实验,在控制单一切削参数为自变量的前提下,对比不同实验钢的断屑情况,分析不同稀土添加量对新型42crmo稀土易切削钢的切削性能的影响规律,解释稀土Ce对改善材料的切削性能的原因。通过不同稀土含量实验钢的力学性能与切削性能的综合比对,确定稀土在42crmo易切削钢中最佳的添加范围。本研究通过稀土的变质夹杂行为,在保证42crmo易切削钢的力学性能基础上,为提高其切削性能,提供了一种行之有效的方法,使新型的42crmo稀土易切削钢能更好的满足曲轴、连杆的生产需求,具有重要的研究价值和实际应用意义。

关键词： 42crmo 稀土Ce 变质夹杂易切削钢

YG8/42crmo真空复合焊接工艺及性能研究

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YG8/42CrMo真空复合焊接工艺及性能研究

作者：苗春雨西安科技大学

学位级别：硕士

本文概述了硬质合金的性能特点及其在工业领域中的主要焊接问题，即强度不高，焊接残余应力过大，抗磨耗腐蚀能力差，接头使用寿命偏低等。同时阐述了目前应用于硬质合金焊接的主要方法、工艺要素及相关研究现状，其中包括火焰钎焊、激... 详细信息

本文概述了硬质合金的性能特点及其在工业领域中的主要焊接问题，即强度不高，焊接残余应力过大，抗磨耗腐蚀能力差，接头使用寿命偏低等。同时阐述了目前应用于硬质合金焊接的主要方法、工艺要素及相关研究现状，其中包括火焰钎焊、激光钎焊、感应钎焊、微波钎焊、电子束钎焊、真空钎焊、扩散焊等，提出了有待进一步研究的相关问题。结合扩散焊结合致密，强度高，焊接温度低和真空钎焊变形小残余应力小，润湿及化学冶金结合良好的优点，开发出真空复合焊接工艺。本课题研究了YG8与42crmo的复合焊接工艺（镀层、钎焊工艺、扩散工艺等）对接头力学性能（剪切强度、显微硬度等）的影响。利用扫描电镜、润湿性试验、显微硬度计、万能拉伸试验机、X射线衍射仪、能谱分析仪等测试手段，对复合接头微观组织结构、显微硬度、接头剪切强度、断口形貌特征及接头区的物相成份等进行了较为系统的研究，探讨接头中产生宏观缺陷和微观缺陷的原因。研究结果表明：当其他参数不变的情况下，纯Ni层厚度为60μm，钎焊温度1045℃，保温时间15min，扩散温度750℃、焊接压力8MPa下保温40min的条件下获得的接头平整美观，没有明显变形，钎缝区过渡均匀，界面结合良好，没有气孔和缺陷，其剪切强度为364MPa，接头区最小显微硬度为HV187。硬质合金中的W元素基本未向焊缝区扩散，Ni、Co、Cu、Zn元素在一定范围内形成固溶体组织，焊后分布在钎缝中。接头剪切断裂多出现在YG8一侧，断裂机制为韧-脆混合型。Ni层能有效地缓解残余应力，但不能完全消除。该工艺将对截齿、钻头和其他切削刀具焊接部件性能的提高具有重要意义。

关键词： YG8 42crmo 电镀 Ni中间层真空复合焊接钎焊扩散焊剪切强度显微硬度断裂机制

热处理对42crmo自卸车制动盘抗磨性的影响及配副闸片的研究

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热处理对42CrMo自卸车制动盘抗磨性的影响及配副闸片的研究

作者：陈珊湖南大学

学位级别：硕士

本论文结合“电动轮自卸车制动盘抗磨损性能的研究及其配副高摩合成闸片的开发”项目,为某型号重载自卸车制动盘热处理工艺的制定,以及与该制动盘配副的高摩合成闸片的开发提供依据。论文首先确定了制动盘材质为42crmo调质钢,通过对制... 详细信息

本论文结合“电动轮自卸车制动盘抗磨损性能的研究及其配副高摩合成闸片的开发”项目,为某型号重载自卸车制动盘热处理工艺的制定,以及与该制动盘配副的高摩合成闸片的开发提供依据。论文首先确定了制动盘材质为42crmo调质钢,通过对制动盘进行一系列的热处理,获得不同组织和表面硬度的试样,采用MM1000和MM3000型制动摩擦磨损试验机,测试不同热处理工艺的制动盘与原配副闸片的制动摩擦磨损性能。确定了42crmo制动盘的最佳热处理工艺为840℃淬火后400℃回火处理,与原正火态制动盘试样相比,经该工艺处理的制动盘试样磨损量降低幅度较大,约为43%;摩擦曲线稳定,具有良好的摩擦磨损性能。论文进一步采用MG-2000型摩擦磨损试验机对不同热处理工艺的制动盘的定速摩擦磨损性能进行了进一步的对比测试,并探讨了42crmo自卸车制动盘材料的磨损机制。结果表明与正火态制动盘试样相比,经840℃淬火后400℃回火处理的制动盘试样,其磨损率降低幅度最大可达57.8%,同时具有适宜的摩擦系数;随着转速、接触压力的增加,42crmo的磨损机制由磨粒磨损向粘着磨损转变。在低速低载时的磨损机制主要以磨粒磨损为主,有轻微的粘着磨损;在高速高载时的磨损机制主要为粘着磨损。高速高载比低速低载开始发生严重磨损的时间要短。最后,基于前期研究的基本配方,开展了合成闸片树脂与橡胶不同配比对摩擦磨损性能影响的研究,经MM1000和MM3000制动摩擦磨损试验表明,当酚醛树脂与丁腈橡胶的配比为2:1时,摩擦系数适宜且稳定性好,同时具有最小的磨损量。对比原配副闸片的摩擦磨损性能试验可知,摩擦系数基本一致,同时磨损量有所降低。

关键词： 42crmo 制动盘热处理合成闸片摩擦磨损性能

B2O3基硼钒共渗剂及42crmo钢渗层组织性能研究

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B2O3基硼钒共渗剂及42CrMo钢渗层组织性能研究

作者：韩天江苏大学

学位级别：硕士

以渗硼、渗钒为代表的化学热处理技术,能够有效地提高金属材料表面的硬度、摩擦学性能、红硬性等而受到广泛的运用。渗硼层厚度大但硬度较低,渗钒层硬度高但厚度很薄,限制了应用。硼钒共渗层因其高硬度、厚渗层、高界面结合力等性质,是... 详细信息

以渗硼、渗钒为代表的化学热处理技术,能够有效地提高金属材料表面的硬度、摩擦学性能、红硬性等而受到广泛的运用。渗硼层厚度大但硬度较低,渗钒层硬度高但厚度很薄,限制了应用。硼钒共渗层因其高硬度、厚渗层、高界面结合力等性质,是一种理想的表面工程技术之一。本文创新性的提出以BO为基盐的以BO-Na F-Ba Cl2-VO-BC-LaO为体系的新型硼钒共渗盐浴剂,并在42Cr Mo合金钢表面获得了优质的硼钒共渗层。所开展的主要工作和取得的原创性研究成果如下:研究了NaBO型和BO型两种共渗剂基盐的作用机理。利用BO代替常用的NaBO作为共渗剂的基盐,得到了很好的效果。BO型共渗剂能够在42Cr Mo合金钢表面形成胞状组织,和NaBO型共渗剂相比硬度提高了2.13倍,渗层厚度提高了1.6倍,表面结合力提高了2.8倍;NaBO基盐在高温下会分解出Na2O,会与VO分解出的V2O4反应,生成Na2O·V2O4,消耗了盐浴剂中的V2O4,致使硼钒共渗中[V]供应不足。而BO在高温下,能够很好的溶解V2O4,保证与BC充分反应,不仅能提供大量的[V]而且还能提供大量的[B]。研究了共渗剂组分含量对盐浴硼钒共渗的影响。结果表明:BC与VO摩尔比和BC+VO所占的质量百分比对硼钒共渗层具有较大影响;当BC与VO摩尔比小于a(1.3.6之间某一值)时,渗层为VC层;当BC与VO摩尔比在a(4.1.7之间某一值)之间,渗层为Fe2B单相组织,并且Fe2B柱状晶择优生长明显;当BC与VO摩尔比大于b值,渗层为Fe B相和Fe2B相。即使当BC与VO摩尔比超过b值,也可以通过降低BC+VO所占的质量百分比使渗层组织为单相Fe2B。研究了在共渗剂中添加LaO对共渗层的影响。结果表明:在共渗剂中添加LaO可以获得更耐磨,更高结合力,更厚的共渗层。适量的LaO可以使表面更平滑,胞状组织边界弱化,而过量的LaO则会使试样的腐蚀加剧,渗层质量下降;LaO在试验中共起到三个作用:首先降低了共渗原子穿过吸附层的能量;其次催化了共渗剂中的化学反应,提高了[B]、[V]活性原子的浓度;最后起到催渗的作用,适量的LaO可以增加渗层厚度。研究了共渗剂中的还原剂对共渗层的影响。结果表明:还原剂决定了共渗层的性质。还原剂Al在42Cr Mo合金钢表面获得是多孔状的VC层,Si C盐浴也只能得到较薄的VC层,而BC盐浴剂却可以形成硼钒共渗层;这是因为Al、Si C、BC作为硼钒共渗剂的还原剂还原活性[B],[V]原子的能力不一样。Al首先还原的是[V],其次还原[B]。Si C只能还原[V]。BC在共渗剂中能够同时得到活性[B],[V]原子。研究了硼钒共渗的过程。结果表明:在共渗初期,首先会在42Cr Mo表面形成一层VCx Oz化合物层,但随后该VCx Oz化合物层被破坏成片块状组织然后成颗粒状,最后Fe2B组织逐渐融合了VCx Oz颗粒,并在渗硼过程中驱动这些颗粒弥散在渗硼层外层,进而强化共渗组织。综上所述,本文较为全面的揭示硼钒共渗处理技术在42Cr Mo合金钢表面的作用效果和机理。

关键词： 42crmo 硼钒共渗化学热处理 B2O3

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砂轮粒度对42crmo钢磨削强化层的影响

兵器材料科学与工程 2011年第4期34卷 27-29页

作者：时海芳刘波马壮刘克铭辽宁工程技术大学材料科学与工程学院辽宁阜新123000

在精密卧式磨床M7132A上,利用磨削加工产生的大量磨削热对磨削加工表面进行淬火处理。采用砂轮作为磨削淬火的加工工具,研究不同粒度的刚玉砂轮对42crmo钢进行磨削淬火试验及强化层的组织和硬度的影响。结果表明:随着砂轮粒度的减小,距... 详细信息

在精密卧式磨床M7132A上,利用磨削加工产生的大量磨削热对磨削加工表面进行淬火处理。采用砂轮作为磨削淬火的加工工具,研究不同粒度的刚玉砂轮对42crmo钢进行磨削淬火试验及强化层的组织和硬度的影响。结果表明:随着砂轮粒度的减小,距加工表面的强化层组织越细小;强化层的显微硬度分布曲线基本相同,但是距强化层至加工表面0.25mm时,随着砂轮粒度的减小,强化层显微硬度增大,磨削强化层厚度增加。

关键词：砂轮粒度磨削加工表面强化显微硬度 42crmo

脉冲电流调质处理对42crmo齿轮钢组织与性能的影响

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脉冲电流调质处理对42CrMo齿轮钢组织与性能的影响

作者：潘栋吉林大学

学位级别：硕士

齿轮是重要的传动构件,为了提高传动的稳定性以及齿轮的寿命,齿轮钢的制备与性能特别重要。42crmo是一种Cr-Mo系齿轮钢,具有较好的强度、韧性以及淬透性,没有很明显的回火脆性,可用于制备截面较大的齿轮。进一步提高42crmo的力学性能,... 详细信息

齿轮是重要的传动构件,为了提高传动的稳定性以及齿轮的寿命,齿轮钢的制备与性能特别重要。42crmo是一种Cr-Mo系齿轮钢,具有较好的强度、韧性以及淬透性,没有很明显的回火脆性,可用于制备截面较大的齿轮。进一步提高42crmo的力学性能,对工业生产有着重要意义。电脉冲处理是一种极端非平衡过程,在其产生的热-力-电耦合的复合物理场作用下,金属材料的性能会显著提高,同时还具有节能环保、高效低成本等优势。本文以42crmo齿轮钢为实验材料,研究了电脉冲淬火/回火、传统淬火/回火以及不同的淬回火交叉工艺对42crmo齿轮钢力学性能与显微组织演变的影响,并探讨了电脉冲处理的强化机制。与传统淬火相比,电脉冲淬火处理后,42crmo的晶粒更细,约为6-13μm,组织向马氏体转变,力学性能更优异:抗拉强度为1998MPa,比初始态提高了81.6%;显微硬度达到943.2 HV,比初始态提高了186.9%;位错密度为1.69×1016m-2,比传统淬火态高出6.17倍。脉冲淬火态的试样经回火后出现了层状回火组织,试样的力学性能都比传统淬火态经回火处理后的好,其中电脉冲调质处理后的试样,力学性能最佳,抗拉强度为1810MPa,延伸率为16.6%,其强塑积为30046MPa.%,比初始态提高了79.7%;对传统淬火态的试样进行一次脉冲回火处理,力学性能与其他三种调质工艺相比最差,进行两次脉冲回火处理,试样会产生沿晶断裂。经回火后,位错密度均下降,经电脉冲回火后,位错密度下降的幅度较小。系统的研究及分析后,我们发现电脉冲处理能更明显的提高金属材料的力学性能,可代替传统热处理做为一种新的金属材料强韧化手段。

关键词：电脉冲 42crmo 淬火回火强韧化