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复合化学热处理13Cr4M04Ni4VA钢摩擦磨损性能研究

江志华 , 佟小军 , 孙枫 , 李志 , 王子君 , 时连卫

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.4.008

对13Cr4Mo4Ni4VA钢进行了真空渗碳、复合硬化及离子渗硫处理,制备了不同梯度结构的表面层.对不同工艺试件的摩擦磨损性能进行了对比研究,并对相应表面层的组织及磨损形貌进行观察分析,探索了不同工艺试件的抗磨减摩机理.结果表明:复合硬化13Cr4Mo4Ni4VA钢表面超硬(＞70HRC),组织优异,结构梯度分布,抗塑性变形能力强,具有优异的抗磨减摩性能；不同深度的离子渗硫层(基于渗碳层或复合硬化层)都具有良好自润滑性能,在多种机理综合作用下保持减摩效果,但过厚硫化物层会导致耐磨性降低.

关键词: 13Cr4Mo4Ni4VA钢 , 真空渗碳 , 复合硬化 , 离子渗硫 , 抗磨减摩 , 自润滑 , 表面超硬 , 抗塑性变形能力

13Cr4Mo4Ni4VA钢复合硬化层的表征研究

江志华 , 李春志 , 张建国 , 金建军 , 佟小军 , 王晓震

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.5.002

对渗碳硬化13Cr4 Mo4Ni4VA钢进行渗氮处理后形成复合硬化层,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、透射电镜、高分辨电镜、电子探针及显微硬度测试等方法对复合硬化层进行表征.结果表明,复合硬化13 Cr4Mo4Ni4VA钢渗层碳氮浓度呈梯度分布,从表面到心部组织性能也呈梯度变化,表现出异于传统硬化工艺的组织结构特性.复合硬化层为双层硬化结构,渗氮层组织优异,少无沿晶化合物,析出细小的片状的Mo2N、周期性层状分布的Mo2C以及C r2(C,N)等合金碳(氮)化合物,在析出相沉淀硬化和碳氮原子固溶强化共同作用下,使复合硬化层表面硬度达到超硬化(＞ 70HRC),有效硬化层维持很大的层深,具有优异的硬度梯度及残余压应力场.

关键词: 13Cr4Mo4Ni4VA钢 , 双层硬化结构 , Cr2(C,N) , 片状Mo2N , 层状结构Mo2C , 表面超硬化(＞70HRC) , 硬度梯度 , 残余压应力场

13Cr4Mo4Ni4VA钢复合化学热处理过程渗层组织性能演变

江志华 , 佟小军 , 孙枫 , 王广生 , 李志

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.3.008

对13Cr4Mo4Ni4VA钢进行了表层复合化学热处理,即在渗碳硬化层的基础上再进行渗氮处理,形成复合硬化层.采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EMPA)及显微硬度梯度测试等方法对复合化学热处理过程组织性能的演变规律进行探索研究.结果表明,13Cr4Mo4Ni4VA钢在复合化学热处理过程中,碳氮原子吸收和扩散使表层的碳氮浓度梯度分布,从而导致从表面到心部组织性能梯度变化,呈现不同的界面层;在不同热处理阶段,不同的界面层热处理响应不同,导致渗层不同组织、硬度分布和演变.碳氮复合化学热处理工艺和以往的单一渗碳、渗氮以及氮碳或碳氮共渗有本质区别,其不仅使表面硬度达到超硬化(>70HRC),而且渗层深,具有优异的梯度结构,承载能力强.

关键词: 13Cr14Mo4Ni4VA钢 , 复合化学热处理 , 渗层组织性能演变 , 界面层 , 双层硬化结构 , 表面超硬化

深氮化硬化钢的接触疲劳试验研究

江志华 , 李志 , 佟小军 , 李志明

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.065

对双真空32Cr3MoVE钢深氮化件进行接触疲劳试验研究和全面分析.结果表明,失效形貌呈典型的接触疲劳特征,两种疲劳裂纹形成模式同时存在.深氮化试件具有优良的硬度梯度和残余压应力分布,与渗碳件相比接触疲劳寿命提高3.3～4.5倍.

关键词: 接触疲劳寿命 , 失效形貌 , 硬度梯度 , 残余压应力

深氮化硬化32Cr3MoVE钢组织性能研究

江志华 , 李志明 , 佟小军 , 李志

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2010.2.006

针对深氮化硬化32Cr3MoVE钢进行了硬化层组织性能的表征分析.与18CrNi4A钢渗碳件、32Cr3MoVE钢常规氮化件进行了接触疲劳性能对比试验研究,并对深氮化件进行了接触疲劳失效行为分析,认为两种裂纹萌生模式同时存在,但其疲劳破坏取决于表层内裂纹的萌生和扩展.同时探索了深氮化硬化钢长寿命机理:渗氮层深达0.6～0.8mm,渗层组织优异,表面硬度高,具有优异的硬度梯度和残余应力分布.

关键词: 深氮化硬化32Cr3MoVE钢 , 接触疲劳 , 渗层组织 , 硬度梯度 , 残余应力分布 , 失效行为

C250钢漏斗试样扭转低周疲劳研究

赵兴华 , 蔡力勋 , 江志华 , 包陈

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.3.014

通过轴向循环拉压实验获得漏斗试样载荷-位移（P-V）曲线，并基于该曲线和有限元反演分析方法获得了材料的循环本构关系。利用该循环本构关系对漏斗试样进行三维扭转有限元分析，获得漏斗根部剪切应力与扭矩之间的转换公式，及漏斗根部剪切应变与名义扭角之间的转换公式，实现了漏斗试样扭转低周疲劳的研究。应用该方法，完成了 C250钢漏斗试样常温下一条曲线的扭转低周疲劳实验，揭示了 C250钢的疲劳行为，并给出了该材料的 Manson-Coffin 寿命预测模型。

关键词: 扭转低周疲劳 , 应力应变转换公式 , 有限元反演计算 , C250 钢漏斗试样 , Manson-Coffin 模型

Al--Li合金回归机制的计算机模拟

江志华 , 王永欣 , 陈铮

金属学报

基于离散格点形式的微扩散方程Langevin方程, 对Al--Li合金在回归过程中相溶解进行了原子层面计算机模拟, 分析了析出相在回归过程中原子图像和序参数的演化, 进而探讨了Al--Li合金的回归机制. 首次探明Al--Li合金的回归过程有序相演化序列, 并论证了亚稳 区合金的回归过程更趋向于失稳区合金时效过程的逆过程;失稳区合金的回归过程更趋向于亚稳区合金时效过程的逆过程.

关键词: Al--Li合金 , microscopic diffusion equation , simulation

Al-Li合金回归机制的计算机模拟

江志华 , 王永欣 , 陈铮

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.06.012

基于离散格点形式的微扩散方程(Langevin方程),对Al-Li合金在回归过程中δ′-Al3Li相溶解进行了原子层面计算机模拟,分析了析出相在回归过程中原子图像和序参数的演化,进而探讨了Al-Li合金的回归机制.首次探明Al-Li合金的回归过程有序相演化序列为化学计量比δ'相→非化学计量比有序相→无序基体,并论证了亚稳区合金的回归过程更趋向于失稳区合金时效过程的逆过程;失稳区合金的回归过程更趋向于亚稳区合金时效过程的逆过程.

关键词: Al-Li合金 , 微扩散方程 , 模拟 , 回归机制

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