D0I:10.13374/j.issnl001-053x.1987.s3.077 齿轮钢淬透性带的优化研究 大冶钢厂 北京钢铁学院材料亲 (1983.9~1985.10) 1.诈透性测试误差研究 提出了研究汴透性测试误差的方案。此方案是新的，有广泛的适用性。按此方案所 得具体结果只是一个例证。通过试验得到了硬度计引人的恒差和变差，夹具的变差及其 在总变差（包括硬度计和夹具分别引入的变差）中所占的比重，使用夹具情况下硬度测 定值的校正值等。还提出了测定晶粒度应注意的问题以及关于确定钢的半马氏体距离的 建议。 2。齿轮钢谇透性与化学成分生产检验数据的统计分析 编制了生产检验数据统计的电子计算机程序。该程序具有数据储存、排序、顺序输 出、统计分析、分批结果比较和作图等多种功能。利用此程序得到了给定J距离硬度值 的分布、熔炼样各元素的统计分布、直方图及其有关参数（极差带宽、标准差及置信度 95.5%的统计带宽)。验证了分布的正态性。通过计算，定量估算了熔炼样各元素被动 对给定J距离的硬度值波动的影响以及元素波动的总贡献。 3。齿轮钢三吨重钢锭不同部位淬透性波动的研究 研究了在相应于钢锭不同部位取样条件下，成分偏析对淬透性的影响。结果表明， 主要元素和谇透性在钢锭上有一定的分布形式。给出了主要元素偏析倾向以及它们彩响 淬透性的大小顺序。分析了淬透性带宽与取样方法之间的关系。 4。齿轮钢按淬透性带宽最窄、同时成本最低为目标的成分优化研究 给出了优化的基本思路和相应的数学模型以及电子计算机解法和结果。结果表明， 成分优化不失为压窄淬透性带宽的一个重要手段、在钢的成本上可得到相应收益。 本课题于1985年12月由治金部组织了鉴定，并荣获冶金部1986年科技专项成果三等 奖。 提高汽车用弹簧钢疲劳寿命的研究 大冶钢厂 北京钢铁学院材料亲 (1983~1985) 经过三年努力，按课题规定的攻关目标和各项研究任务均已完成。 我院负责的子课题任务是；1)非马氏体组织对汽车用55 SiMnVB钢疲劳东命的影 59
齿轮钢淬透性带的优化研究 大 冶 钢 厂 北 京钢铁 学院材 料 系 。 广 淬透性 测试误 差研究 提 出 了研 究淬透性测 试误 差的 方 案 。 此方 案是新的 ， 有广泛的 适用性 。 按此方 案所 得 具体结 果 只是一个例证 。 通 过试验得 到 了硬 度计引人的恒差和变差 ， 夹 具的变差及其 在总 变 差 包 括硬 度计 和夹具分别引入 的 变差 中所 占的 比重 ， 使 用夹 具情况下硬 度测 定值的 校正 值 等 。 还 提 出了测 定晶粒度应注意的 问题 以 及关 于确 定钢 的 半 马 氏体距 离的 建议 。 齿 轮钢 淬透性与化学成分 生 产检验 数据 的统计分析 编 制 了生 产检验 数据统计的 电子 计算机程序 。 该程序具有 数据 储存 、 排序 、 顺序输 出 、 统 计 分 析 、 分批结果 比较和作 图等多种功能 。 利用 此程序得 到 了给 定 距 离 硬 度值 的 分布 、 熔 炼 样各元素的统计分 布 、 直方 图及其有关 参数 极差带宽 、 标准 差及置信度 的 统 计带宽 。 验证 了分布的正 态性 。 通 过计算 ， 定量估算了熔炼样各 元素波 动 对给 定 距 离的 硬 度值波 动 的 影响以及 元素波 动的 总贡献 。 齿 轮钢 三吨重钢锭 不 同部位淬透性 波动 的研究 研究 了在相 应于钢锭 不 同部位取样条件下 ， 成分偏析对淬透性 的 影响 。 结果表 明 ， 主 要 元素 和淬透性在钢锭 上有一 定的分布形 式 。 给 出 了主要 元素偏析倾 向以 及它们 影响 淬透性的 大 小顺 序 。 分析 了淬透性带宽与取样方法 之间的关 系 。 齿 轮钢 按淬透性带宽最 窄 、 同时成本最低为 目标的成分优化研究 给 出 了优 化的基本思路 和相 应的 数学模型以 及 电子计算机解法和结果 。 结果表 明 ， 成分优化不 失为压 窄淬透性带宽的 一个重 要 手段 、 在钢 的 成本 上可得 到相应收益 。 本课题 于 年 月 由冶 金部组织 了鉴定 ， 并荣获 冶金部 年科技专项成果三等 奖 。 提高汽车用 弹簧钢疲劳寿命的研究 大 冶 钢 厂 北 京 钢铁 学院 材料 系 经 过 三 年努 力 ， 按课题 规 定的 攻关 目标 和各项 研究任务 均已完 成 。 我院负 责的 子课题任 务是 ， 非马 氏体组织 对汽车用 钢疲 劳 寿 命 的 影 吞分 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1987．s3．077
响，2)奥氏体品粒大小对弹簧钢性能的影响。 子课题所得结果： 1)当55 SiMn VB钢中一旦含有铁素体、铁素体十珠光体、粒状贝氏体或上贝氏体 时，使疲劳极限降低，但稍降低疲劳裂纹扩展速度，使过载寿命延长。 2)钢中含有30%的下贝氏体时，可明显的提高钢的疲芳寿命。 3)淬火回火钢的疲劳寿命以880°℃加热奥氏体化和480°c回火1小时最佳。 4)细化奥氏体品粒，可提高55 SiMnVB钢的强度，塑性、韧性和疲劳寿命。 这些结果对弹簧钢的生产有一定指导作用。 木课题于1985年12月山治金部组织了鉴定，并荣获冶金部1986年科技进步三等奖。 WP一13GH220合金一级涡轮叶片等温弯曲晶界热处理工艺 四二○厂北京钢铁学院材料亲 六二一所 (1980~1983) 从苏联样机实物叶片解剖得知，该叶片的品粒间界是弯曲的，而苏联手册提供的标 准热处理工艺只能提供平直晶界，根本得不到弯曲晶界。苏联对它的弯曲晶界热处理工 艺严加保密，查不到任何资料。 为了将GH220合金能顺利地应用于WP一13发动机一级祸轮叶片，摸索出一个合理 的弯曲晶界特种热处理工艺成了一个关键问题。通过大量的热处理工艺探素，包括各种 缓冷工艺，回溶工艺、等温工艺，以及与之相配合的大量的组织分析及物理化学相分 析、各种力学性能检验工作，最后从一百多个试验方案中选择出1070°〔等温弯曲晶界热 处理工艺。在这个工艺基础上，又进行了深入仔细的研究工作，如合金全面性能测定、 弯曲晶界对合金蠕变断裂过程的影响、弯曲晶界对蠕变一疲劳交互作用的影响、弯晶对 疲劳性能的影啊、弯晶过程中组织的变化，弯晶对长期组织稳定性影响、弯曲晶界机制 的研究等等。 研究表明，1070°C等温弯晶工艺能够提供一个具有大小两种y尺寸的合金组织，晶 界弯曲，组织状态与苏样机叶片基本一致，各相数量、形态、大小及分布亦十分近似。 该工艺不仅可以提高各种热强性能，而且同时增加合金塑性，从这一角度讲，1070°C等 温工艺又是一种十分有效的强韧化手段。 通过弯晶形成机制的研究，提供了一个两相式弯晶形成模型（过去只有单相式模 型)，发展了形成弯晶的为主相随合金类型及热处理参数而变化的弯晶理论。这个理论 不仅为各种弯晶热处理工艺制订提供了理论基础，而且能够方便地解释弯晶形成过程中 的许多复杂现象。 截止1983年7月底为止，用1070°c等温弯曲晶界热处理工艺生产的WP一13发动机一 级祸轮叶片已达1523件，全部合格，因此叶片组装的004号发动机已顺利通过四个寿命 60
响， 奥氏体 品粒大 小对弹簧钢性能的 影响 。 子 课题 所 得结果 当 钢 中一旦 含有铁 素体 、 铁 素体十珠光 体 、 粒状 贝 氏体或 上 贝 氏体 时 ， 使疲劳极限降低 ， 但稍降低疲劳裂纹扩展 速度 ， 使过载寿命延 长 。 钢 中含有 的 下贝氏体时 ， 可 明显的提高钢 的疲劳寿命 。 淬火 回火钢 的疲劳寿命以 “ 加热奥氏体化和 “ 回火 小时最佳 。 细 化奥氏体 晶粒 ， 可提 高 钢 的强 度 ， 塑性 、 韧性 和疲劳寿命 。 这 些结果 对弹簧钢 的 生产有一 定指导作 用 。 木课题 于 年 月山冶 金部组织 了鉴定 ， 并荣获 冶金部 年科技进 步三 等奖 。 一 合金一级涡轮叶片等温弯曲晶界热处理工艺 四 二 厂 北 京 钢 铁 学院 材 料 系 六 二 一 所 从苏联 样机实物叶 片解 得知 ， 该 叶 片的 晶粒 间界是 弯 曲的 ， 而苏联 手册提供 的标 准 热处理工 艺 只能提 供 平直 晶界 ， 根 本得不 到弯 曲晶界 。 苏联对它的 弯曲晶界热处理工 艺严加 保密 ， 查 不 到任何资料 。 为 了将 合 金能顺利地 应用 于 一 发动机一 级 涡轮叶 片 ， 摸 索 出一个 合 理 的弯曲晶界特种热处理工艺成 了一个关 键 问题 。 通 过大量的热处理工艺探索 ， 包括各种 缓冷工艺 ， 回溶工 艺 、 等温 工艺 ， 以 及与之相配合 的大量的组织 分析及 物 理 化 学相分 析 、 各种力 学性能 检验工 作 ， 最后从一百 多个试验方案 中选 择 出 等温 弯曲晶界热 处理工艺 。 在这个工艺基础上 ， 又进行 了深人 仔细 的研究 工作 ， 如合 金全面性能测定 、 弯曲晶界对合 金蠕变断裂过程 的影响 、 弯曲 晶界对蠕变一疲劳交互作用的影响 、 弯 晶对 疲劳性能的影响 、 弯晶过程 中组织 的变化 ， 弯晶对长 期组织 稳定性影响 、 弯曲晶界机制 的研究等等 。 研究 表明 ， 等温 弯晶工 艺能够提供一个具有大小 两种，尺 寸的合金组 织 ， 晶 界弯 曲 ， 组织状 态与苏样机叶片基木一致 ， 各相数量 、 形 态 、 大小及分布亦十分近似 。 该工艺不仅可 以提 高各种热强性能 ， 而且同时增加合 金塑性 ， 从这一 角度讲 ， 等 温 工艺又 是一种十分有 效的强韧化手段 。 通 过 弯晶形 成机制的研究 ， 提供 了一个 两相式弯晶形 成模型 过去 只 有 单 相 式模 型 ， 发 展 了形成弯 晶的 为主 相随 合金 类型及热处理参数而变化的 弯晶理 论 。 这个理论 不 仅为各种弯 晶热处理工艺 制订提 供 了理论基础 ， 而且能够方 便地解释弯晶形 成过程 中 的许 多复杂 现象 。 截 止 年 月底 为止 ， 用 “ 等温 弯曲晶界热处理工艺 生 产的 一 发动机一 级 涡轮 叶 片己 达 件 ， 全部合 格 ， 因此叶 片组 装的。 号发 动机 已顺 利通过四个 寿 命 气