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耐磨板知识

汽车专用nm500耐磨板横向显微裂纹处理方法
来源:天津市东和盛泰钢铁商贸有限公司 发布时间: 2016-8-11 8:03:06 【返回上一步】
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 nm500耐磨板长期以来被用作汽车结构件或装饰件。一个典型的例子就是劳斯莱斯幻影的奥氏体耐磨板前罩板和耐磨板内嵌件。耐磨板中主要是铁素体耐磨板在汽车上大量使用,因为铁素体耐磨板能够使排气系统在高温、腐蚀环境下工作。如排气岐管、管路和消音器等零部件,均采用AISI 409耐磨板制作。更昂贵的耐磨板,如双相耐磨板,已经在汽车上得到规模应用,由双相耐磨板制作的功能零件结合了机械强度和极高的抗腐蚀性能。汽车行业正面临着安全和高效方面的严格要求,这对应用耐磨板材料来说是一个极好的机遇。

  1.抗机械摩擦的新前沿

  下面来看一个具体例子。某汽车工程公司生产滑动轴承,在应用S3P线处理后,生产出的滑动轴承性能得到提升,证实了S3P如何完美地改善耐磨板的力学性能。对电磁阀用滑动轴承,当采用未经硬化处理的耐磨板时,轴承工作24万次后失效,而采用类金刚石涂层(DLC)材料时,在7400万次后失效。当使用表面低温硬化处理的耐磨板时,轴承寿命远超过任何以往的记录,轴承在工作5.6亿次后仍然可以运转。尽管DLC具有非常高的滑动性能,它的表面硬度远超过S相,但是S3P处理能使耐磨板零件抗腐蚀性能、硬度、韧性和疲劳强度等综合性能得到大幅提升。

  2.更深入的应用领域

  在表面低温硬化条件下形成的10-40μm扩散层,其关键优势是消除任何可能的分层风险,这对抗压力冲击和热冲击性能而言也是有益的。尽管耐磨板中富碳S相的硬度超过1000HV0.05,但是在快速装炉过程中仍然保持塑性。这些特征使其应用在高产、高技术汽车行业的许多地方,目前应用领域包括内燃机、动力传递、传动和排气系统。S3P甚至可以硬化体积最小的零部件,这带来成本优化。以下给出的例子说明这些硬化耐磨板可以满足更多领域并降低总成本。

  3.消除动力连接件的擦伤

  安装在内燃机附件的机械运动零件遭受相对高的腐蚀。路面上的盐分或者在滨海附近开车,增加了不同机械零件腐蚀损害的风险。发动机舱内的高温进一步提高腐蚀效应。当考虑发动机内部使用腐蚀性生物燃料时,机械零件也会遭受其他形式的腐蚀。

  对动力连接件而言,特别是抗擦伤能力尤为重要。与未经处理的表面相比,低温渗碳表面具有明显优势。按照ASTM G98标准对AISI 316L耐磨板进行的测试结果表明,与未经处理的表面相比,经处理后擦伤门槛应力值大幅提升。未经处理耐磨板在45.5MPa时被擦伤,而渗碳表面在842.5MPa时还未见擦伤。这一数值超过材料的屈服强度,因此发生塑性变形。

裂纹特征是垂直于轴向。未淬透耐磨钢板,在淬硬区与未淬硬区过渡部分存在大的拉应力峰值,耐磨钢板快速冷却时易形成大的拉应力峰值,因形成的轴向应力大于切向应力,导致产生横向裂纹。耐磨钢板模块中S、P.***,Bi,Pb,Sn,As等低熔点有害杂质的横向偏析或模块存在横向显微裂纹,淬火后经扩展形成横向裂纹。

  针对以上问题,要做到防患于未然:

  (1)耐磨板应合理锻造,原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2—3之间,锻造采用双十字形变向锻造,经五镦五拔多火锻造,使耐磨钢板中碳化物和杂质呈细、小,匀分布于钢基体,锻造纤维组织围绕型腔无定向分布,大幅度提高模块横向力学性能,减少和消除应力源。

  (2)选择理想的冷却速度和冷却介质:在耐磨钢板的Ms点以上快冷,大于该钢临界淬火冷却速度,耐磨钢板中过冷奥氏体产生的应力为热应力,表层为压应力,内层为张应力,相互抵消,有效防止热应力裂纹形成,在耐磨钢板的Ms—Mf之间缓冷,大幅度降低形成淬火马氏体时的组织应力。

  当耐磨钢板中热应力与相应应力总和为正(张应力)时,则易淬裂,为负时,则不易淬裂。充分利用热应力,降低相变应力,控制应力总和为负,能有效避免横向淬火裂纹发生。CL-1有机淬火介质是较理想淬火剂,同时可减少和避免淬火耐磨板畸变,还可控制硬化层合理分布。调正CL-1淬火剂不同浓度配比,可得到不同冷却速度,获得所需硬化层分布,满足不同耐磨钢板需求。

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