内燃机车用球墨铸铁活塞的热处理工艺研究

针对内燃机车活塞厚大部位基体组织中珠光体含量不达标问题,对比分析了不同热处理工艺对球墨铸铁件厚大部位珠光体含量的影响,研究了热处理过程中微观组织转变机理,基于将球墨铸铁件奥氏体均匀化短时间淬火至Ar1温度,快速实现共析转变,抑制奥氏体中碳原子向石墨球扩散的原理,并辅以试验验证,提出了一种适用于结构复杂、壁厚不均匀、且珠光体含量要求极高的球墨铸铁件的新型热处理工艺。     

B+级铸钢中大块珠光体形成原因探讨与消除方法

B+级铸钢(ZG25MnCrNi)是广泛应用于生产摇枕、侧架的重要材料,热处理工艺一般为900℃固熔3～4 h后吹风冷却,其金相组织为均匀细小的等轴铁素体+珠光体组织。近期一些生产厂家发现铁素体与珠光体基体中出现了一定比例的大块状珠光体组织。通过对该类异常组织的金相、元素分布与力学性能的分析,发现形成大块状珠光体的原因主要是由于热处理局部温度不均匀引起的残余铸态组织和遗传影响,但这类组织对B+级钢的力学性能没有显著影响。试验还表明通过在正火处理前施加1次高温退火可以消除该类异常组织。     

CrNb低合金钢轨热处理研究

采用热模拟试验方法对新研制的CrNb低合金高强轨钢热处理工艺参数的最佳选择以及可焊性进行研究.研究结果表明CrNb轨钢重新奥氏体化、加热温度为800℃～850℃时,U型缺口冲击值达到70 J以上,为热轧状态的5倍多;当冷却速度为1.0℃*s-1～1.75℃*s-1时,为细片状珠光体组织,其硬度为362 HV～391 HV ;焊接CCT曲线的测定结果表明,当冷却速度小于0. 5℃*s-1时,组织为全珠光体.采用加热温度为轨头踏面940℃,冷却速度约1.0℃*s-1的工艺参数对实物钢轨进行全长热处理后,其σb,σ0.2,δ5,Ψ,ak分别比热轧轨提高27.6%,18.8%,38.1%,155.6%和25.7%,奥氏体晶粒度和珠光体片间距得到了明显的细化.证明该新钢种具有较好的热处理工艺性和可焊性.     

贝氏体钢轨铝热焊接头缺陷及原因分析

对一种新型的贝氏体钢轨铝热焊接头进行疲劳试验后,在轨头部位熔合区出现大面积的沿晶裂纹。针对裂纹出现的原因进行了扫描电镜、电子探针等分析,分析发现该区域原奥氏体晶粒粗大且会发生奥氏体向高碳马氏体转变,导致不均匀应变,最终在外力作用下,形成沿晶断裂。虽然在熔合区出现了脆性相,但接头的宏观力学性能仍能满足现行铁路标准的要求。特别是在出现了大面积裂纹后,贝氏体钢轨仍能通过疲劳实验,而不出现裂纹扩展断裂。这说明对贝氏体钢轨接头套用珠光体钢轨接头标准不可取,需作适当调整。     

热处理钢轨若干问题的探讨

总结和探讨热处理钢轨的化学成分、工艺、性能,以及焊接、铺设等方面存在的问题。分析认为,用于热处理的钢轨应采用中上限的含碳量,较低的锰含量,以及添加少量推迟珠光体转变的元素以提高热处理工艺性能。采用喷风冷却淬火,以提高热处理钢轨性能的稳定性。在大力推广使用性价比高、综合性能好的在线热处理钢轨的同时,应注意进一步提高其硬度。热处理钢轨应进行焊后热处理,以提高无缝线路焊接接头部位的平顺性乃至使用寿命。在重型及以上铁路,半径小于800m或1200m的曲线上应铺设使用全长热处理钢轨。在不具备对钢轨进行打磨的情况下,暂不宜在非重载铁路的直线上成段铺设使用高硬度的热处理钢轨。     

22MnB5热成形钢板TIG焊后淬火热处理试验研究

对4 mm厚22MnB5热成形钢板钨极氩弧焊后的微观缺陷件进行焊后淬火热处理试验研究。试验设备采用DL-LPM-Ⅲ激光数控加工机和SP-25AB高频焊机,分别对焊接样件进行焊后淬火热处理,分析不同热处理方法对材料微观组织和力学性能的影响,以选择最优方案。生产中通常采用的直流TIG焊(非熔化极惰性气体钨极保护焊)工艺,在无损检测时样件虽然没有明显宏观缺陷,但焊接过热会导致魏氏组织出现在焊缝金属中,接头严重软化。应用DL-LPM-Ⅲ激光数控加工机,对焊件接头表面进行焊后淬火热处理,虽然接头淬火区域分布均匀的马氏体组织,硬度良好,但激光淬火方式并不能将试件完全淬透,中心未淬火区域1.4～2.6 mm,铁素体和珠光体的混合组织以及魏氏组织仍然存在。应用SP-25AB高频焊机,对焊件表面进行高频感应热处理,淬火后焊件接头各处分布均匀的板条马氏体和下贝氏体组织,可以将试件完全淬透。高频淬火淬硬层深度1.7～2.5 mm,既可提高工件表面硬度和工件整体强度,又可避免对轨道车辆零部件整体加热所带来的不便,提高设备使用效率,节省成本。     

60 kg·m-1U71Mn钢轨气压焊热循环分析

介绍60kg·m-1U71Mn钢轨气压焊热循环测试方法。测量部位分为表面和内部,分别在轨头、轨腰、轨底三角区和轨底脚。通过多点测温,分析气压焊加热器火孔尺寸对钢轨整体热循环的影响,适当减小了轨底脚火孔尺寸,消除了轨底脚加热温度偏高的现象。通过分析加热温度曲线,珠光体开始转变奥氏体温度为740℃,完全转变奥氏体温度为790℃,从而确定了焊后正火最低温度。通过分析冷却温度曲线,奥氏体开始转变珠光体温度为650℃,完全转变珠光体温度为610℃,进一步确定了焊后正火最高启始温度。因钢轨加热和冷却速度较快,使相变滞后发生,加热和冷却时发生相变的温度相差约130℃～140℃。火焰加热钢轨表面及内部温差120℃～150℃,空冷温差20℃～30℃。     

锡锑合金元素在铸态高强度珠光体球铁生产中的应用

通过调整铁水化学成分,采用合理的熔炼工艺和球化孕育处理方法,用微量元素锡、锑合金材料代替钼、铬贵重合金材料,生产铸造性能好、力学性能高、成本低的铸态高强度珠光体球墨铸铁,满足机械制造业对铸态高强度珠光体球墨铸铁的需求.     

车轮钢的化学成分、微观组织对车轮钢力学性能的影响

对国内外5种车轮钢的微观组织、准静态力学性能和疲劳性能进行测试,分析车轮钢的化学成分和微观组织对其准静态力学性能和疲劳性能的影响.结果表明:提高Mn与C元素含量之比以及Ni,Cr和Mo元素总含量,均能明显增加珠光体的弥散度,减小珠光体层片间距;细化奥氏体晶粒尺寸和增加珠光体弥散度,车轮钢的强度、塑性和韧性均有所改善;提高Mn与C元素含量之比有利于改善车轮钢的韧性特别是冲击韧度;车轮钢的疲劳裂纹萌生寿命随着奥氏体晶粒尺寸和珠光体团尺寸的细化而增加;车轮钢试样的化学成分和显微组织对疲劳裂纹扩展速率和疲劳裂纹门槛值的影响很小.     

CrNb轨钢与PD3、BNbRE轨钢组织和性能的对比研究

在U74普通碳素轨的基础上,增加Si含量,调整C、Mn含量,加入合金元素Cr、Nb,设计出CrNb低合金钢轨钢。研究了该钢轨钢与PD3、BNbRE钢轨钢组织和性能差异。重点比较了3种轨钢的CCT曲线,加热温度与奥氏体晶粒及冲击韧性之间的关系,热处理前后的珠光体片间距,奥氏体晶粒度及其有关性能,并对Cr、V、Nb在轨钢中的作用进行了讨论。结果表明:CrNb轨钢的强度与PD3、BNbRE轨钢基本相当,CrNb轨钢淬透性明显好于其他两种轨钢。