渗碳淬火齿轮表面残余奥氏体组织的危害及控制

渗碳淬火齿轮具有优异的力学性能,应用广泛。由于碳及其他合金元素对奥氏体的稳定作用,在淬火时齿轮的有效硬化层会不可避免产生残余奥氏体组织。文中对生产现场中齿轮表面硬化层残余奥氏体的危害以及形成原因进行了探讨,提出了有效的改进措施,消除残余奥氏体组织引起的危害,并保证残余奥氏体含量在合理的范围之内。     

典型生产工艺对无碳化物贝氏体钢轨组织与性能的影响

基于矫直、回火和在线热处理3种典型钢轨生产工艺,采用不同工艺组合工业试制5种无碳化物贝氏体钢轨;基于扫描电子显微镜、透射电子显微镜、背散射电子衍射法和X射线衍射法,分析无碳化物贝氏体钢轨的微观组织;采用布氏硬度、单轴拉伸、锯切应变片法、冲击韧性、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速度测试等试验,研究典型生产工艺对无碳化物贝氏体钢轨组织和力学性能的影响。结果表明:矫直使无碳化物贝氏体钢轨中的残余奥氏体体积分数自12.44%降至10.6%,有利于促进亚稳态残余奥氏体的转变;回火稳定残余奥氏体,提升冲击韧性20%以上;在线热处理降低残余奥氏体体积分数,提高屈服强度19%以上,尤其能提高抗拉强度和冲击韧性,对轨底残余应力的影响不大。据此,为了综合提升无碳化物贝氏体钢轨的耐磨性和抗接触疲劳性能,在提高屈服强度和抗拉强度的同时增大残余奥氏体体积分数,以提升加工硬化能力和塑性。     

贝氏体车轮钢性能分析

针对铁路车轮使用中存在的剥离问题,对新研制的贝氏体车轮钢进行检验.力学性能检测结果说明,与普通CL60车轮钢相比,新型贝氏体车轮钢的强度提高13%,塑性变形能力提高23%,冲击韧性提高2～3倍;通过金相组织观察、SEM断口分析、X射线衍射组织测定和TEM分析得出:新型贝氏体车轮钢为细而均匀的贝氏体 铁素体 少量粒状贝氏体组织,冲击断口具有典型的韧性断裂特征,钢中残余奥氏体含量为12%,显微组织主要由条状铁素体组成,未见碳化物析出相,为无碳化物贝氏体组织.分析结果表明:新型贝氏体车轮钢能显著提高车轮的抗剥离性能,具有更高的运用安全性.     

淬火温度对20CrMnTi渗碳钢组织取性能的影响

本文通过金相组织观察、X射线衍射等分析方法,研究了渗碳后不同温度淬火、回火次数对20CrMnTi钢表面和心部金相组织、硬度、表面残余奥氏体量、残余应力的影响规律.     

淬火温度对20CrMnTi渗碳钢组织取性能的影响

本文通过金相组织观察、X射线衍射等分析方法,研究了渗碳后不同温度淬火、回火次数对20CrMnTi钢表面和心部金相组织、硬度、表面残余奥氏体量、残余应力的影响规律.     

Bi对等温淬火球墨铸铁组织和性能的影响

对有Bi和无Bi 2种成分的等温淬火球墨铸铁进行了组织、微区成分定量分析和机械性能、耐磨性能的对比实验研究。结果表明,经880℃/1 h加热、280℃/2 h等温处理后,加Bi的等温淬火球墨铸铁基体中的含碳量较高,组织由下贝氏体和相对较多的富碳残余奥氏体组成。Mn在晶界上的偏析减小,白亮区减少,塑性好;而无Bi的等温淬火球墨铸铁组织则为下贝氏体和少量的残余奥氏体,强度、硬度较高,相对耐磨性较好。     

冷轧奥氏体不锈钢的应变硬化行为及其焊接性能

研究了国产和进口301LN冷轧奥氏体不锈钢板的应变硬化行为和电阻点焊区域的组织,以及多种等厚、不等厚板点焊试样的拉伸强度和焊点区域的硬度分布。结果表明,冷轧奥氏体不锈钢板材中的马氏体量较少,其组织主要是奥氏体和大量增殖及发生滑移的位错、机械孪晶等。室温拉伸塑性变形在2种板断口处都诱发了80%以上的马氏体相变。奥氏体的氮含量高可在较低的轧制变形量下获得高的屈服强度;小预变形量,较高碳、氮含量有利于获得高延伸率和高流变应力。301LN冷轧板点焊接头中熔核、热影响区和应变硬化的母材三部分组织间性能差异很大,熔核组织为γ和8.4%的α(δ),热影响区最软。3 mm以上301LN冷轧板的焊接工艺性较差,焊点熔核的缩孔较大,剪切强度降低。     

CrNb低合金热轧轨组织和性能研究

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，研究了该钢的组织和性能及Cr,Nb合金元素的作用，结果表明：CrNb钢的屈服强度，抗拉强度比U74提高21.36%,13.65%。奥氏体晶粒度和珠光体片间距得到了细化，Cr元素使CCT曲线明显右移，Nb元素在奥氏体再结晶过程中细化了奥氏体晶粒。     

贝氏体钢组合辙叉心轨过早失效原因微观分析

对陇海铁路一车站过早失效的贝氏体钢组合辙叉心轨进行材料及力学性能试验,从微观角度对其过早失效的原因进行了分析。结果表明,贝氏体钢组织中存在大量不稳定的块状残余奥氏体和较多的带尖锐棱角的TiN及Ti类复合夹杂物,是辙叉心轨过早失效的主要原因。从辙叉钢组织角度,要控制贝氏体组织形态,尤其是消除块状残余奥氏体;从辙叉钢冶金质量角度,不仅要控制较大尺寸夹杂物的数量和尺寸,也要控制细小的夹杂物,尤其是TiN等带尖锐棱角的夹杂物。     

贝氏体钢轨闪光焊接技术的研究

贝氏体钢轨闪光焊的焊接性与材质中Mn和Si含量成反比,降低Mn和Si含量有利于改善钢轨的焊接性,提高焊缝韧性和接头落锤强度。贝氏体钢轨焊缝及热影响区出现的主要缺陷为过热区带状成分偏析、过热区奥氏体晶界成分偏析和焊缝夹杂物(灰斑)缺陷,并与Mn含量密切相关,这些缺陷对接头韧性会产生较大的负面影响。但贝氏体钢轨总体力学性能与珠光体钢轨相当,其中接头拉伸强度、硬度和疲劳强度高于珠光体钢轨。贝氏体钢轨焊接热影响区空冷处理后出现马氏体组织是造成焊缝和过热区存在较高残余应力的主要原因,该残余应力降低了接头的滚动接触疲劳强度,使得部分接头容易出现焊缝水平裂纹。对接头进行500℃,3～5 min的回火热处理可以降低残余应力。现场应用表明,完善回火工艺可大幅度降低焊缝水平裂纹的出现。     

提高风动工具心轴的寿命

试验表明，通过选择适当的热处理工艺，使风动工具心轴的表面获得细小马氏体＋适量残余奥氏体＋小颗粒碳氮化合物的组织，从而使心轴的寿命达到设计要求。     

包钢连铸钢轨落锤断裂原因分析

包钢首批用连铸坯生产的75kg·m-1BNbRE钢轨进行接触焊试验时,出现母材落锤检验不合格。对该批钢轨进行较为全面的性能检验,包括成品钢轨化学成分,氢、氧、氮含量及残留元素复验,拉伸、冲击试验,轨头踏面中心线硬度试验,金相组织、奥氏体晶粒度、非金属夹杂物、低倍组织、脱碳层检验,断裂韧性试验,残余应力测定,落锤试验等。对落锤断裂的原因进行分析讨论。试验结果表明,该批钢轨的材质性能基本合格,成品钢轨轨底残余应力过大是落锤不合格的重要原因之一,而部分炉号钢轨韧塑性能偏低、表面有矫痕等也是影响因素之一。     

渗碳零件磨削裂纹的解决措施

以20CrMnTi、20CrMnMo等低合金结构钢制做的凸轮轴、齿轮等渗碳件,在热处理后的磨削加工中易发生批量的磨削裂纹,致使零件报废。本文认为产生裂纹的原因主要是渗碳淬火后,在进行一次低温回火时,其低温回火冷却过程中,在渗碳件表面层部分残余奥氏体由于组织应力大大被消除,转变成未回火的低强度、高脆性的未回火马氏体(或称二次淬火马氏体)。对此采用如下方法予以解决:通过多次低温回火或一次冷处理,使二次淬火马氏体变成回火马氏体;冷处理一次稳定到最少残余奥氏体量。     

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。     

踏面清扫装置抑制车轮多边形现象的试验研究

针对内燃机车活塞厚大部位基体组织中珠光体含量不迭标问题,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...     

动车组齿轮箱轴承保持架断裂分析

通过对和谐号动车组某品牌齿轮箱轴承组成零件的外观、扫描电镜、表面残余应力、化学成分、硬度以及金相等方面进行检测,分析轴承保持架发生断裂的原因,为有关生产厂家加强薄弱环节提高产品质量、为使用单位检修人员有的放矢确保安全,提供参考。     

HX_D1系列交流传动电力机车风机轴承寿命分析与研究

运用RCM分析方法,定性分析风机轴承的维修工作类型。采用加速寿命试验方法,对风机轴承的实际使用寿命及2年检更换后的残余寿命进行定量分析与评估,并在该方法中引入了新、旧轴承失效数据的对比分析以及南方、北方地区运用轴承的可靠性对比分析,以提升机车轴承寿命特性的准确性,分析运用环境条件对轴承寿命的影响。最后阐述了开展机车产品RCM分析及寿命研究的意义和重要性。     

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.     

用弹性表面波检测机车车辆轴承的损伤

用超声波显微镜对经多年运用新干线动车轴轴承和经疲劳试验的球轴承进行了Ｖ（Ｚ）轴曲线测定，研究了根据残余应力、半值宽度来检测轴承损伤的方法，最后得出了下述结论。     

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。