40cr钢板
利用超音速微粒轰击技术(SSPB)对退火态40Cr钢进行表面处理。研究SSPB处理后材料在液体石蜡和含0.30%的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的液体石蜡润滑下的摩擦性能,并与未轰击处理样品和轰击后抛光样品在相同润滑条件下的摩擦性能进行比较;利用扫描电子显微镜观察了摩擦实验后的表面形貌。结果表明,在2种润滑条件下的3种样品中,轰击后抛光样品的摩擦性能,未轰击样品次之,轰击处理样品的摩擦性能;在相同载荷下,LP润滑时试样的磨损量大于含ZDDP的LP润滑时的磨损量;扫描电子显微镜的磨损形貌分析与磨损实验结果相吻合。
在NaCl溶液和甲酰胺组成的电解液中,应用液相等离子体电解氮碳共渗技术对调质态40Cr钢进行处理,表面得到氮碳共渗层,研究了其组织与性能。结果表明,经液相等离子体电解氮碳共渗处理后,试样表面为多孔形貌,处理10 min后渗层厚度可达38μm,渗层由两层白亮层和过渡层组成。XRD分析表明外白亮层由ε-Fe2-3N、Fe5C2、Fe3C和α-Fe(N)马氏体组成,SAED分析证明内白亮层为α-Fe(N)马氏体。渗层的显微硬度可达650 HV0.05,经氮碳共渗处理后试样的腐蚀速率远小于40Cr钢基体的腐蚀速率。
在本试验研究中,选原始状态完全相同的 40Cr 钢两种圆棒形试样,一种是未经激光辐照,另一种经激光大面积辐照强化处理,同时进行疲劳试验,以考查其疲劳性能的变化,通过金相观察,断口形貌分析和疲劳试验数据的处理分析,证明40Cr钢圆棒形试样用激光辐照强化处理以提高其疲劳性能是有效的和实际可能的,使40Cr钢疲劳极限提高了55％,使疲劳寿命明显地提高,可达56.2倍。
利用超声高能机械加工处理工艺在40Cr钢表面制备了纳米晶表面层。采用SEM,TEM和纳米压痕技术等分析了表面纳米晶层的组织结构与力学性能。实验结果表明,表面是由分布均匀的纳米级铁素体和纳米级渗碳体晶粒构成的复合纳米结构,过渡区由纳米级的渗碳体晶粒和粗晶铁素体晶粒构成。表面平均晶粒尺寸为3nm。随着深度的增加,晶粒尺寸逐渐增大。表面硬度高达8GPa,为基体硬度的3倍,随着深度的增加,硬度迅速降低。表面层弹性模量为252GPa,与基体十分接近。
