采用LDF 4000-100型半导体激光器对40Cr钢齿条齿面进行了淬火处理研究。结果表明40cr钢板:在矩形光斑17 mm×5 mm、激光头到淬火齿面中心距离375 mm、激光束入射齿面夹角75°下选取 参数激光加热温度1400℃、扫描速率10 mm/s时齿面的淬硬层深度均匀可达到1.2 mm淬硬层组织为细小、弥散马氏体表层组织硬度 可达到750 HV0.2并在工业化试生产中取得了较好应用效果。 

  为了延长齿轮钢使用寿命采用热扩散法盐浴渗钒在40Cr钢表面制备VC渗层并测得了900～1050℃盐浴渗钒6 h的渗层厚度利用光学显镜和扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）对VC渗层的组织形貌、物相成分进行了分析同时对渗层硬度进行了测试。结果发现40Cr钢板表面形成了5～50μm厚的渗层组织且不同的处理温度造成了不同程度的渗层组织迁移渗层物相主要由VC和少量α-Fe相组成同时VC晶粒生长具有VC（111）和VC（200）两个择优取向且随处理温度升高择优取向减弱而渗层对基体表面硬度均有不同程度地提高。 

现有的硬度法和金相法无法满足40Cr钢板产品渗氮层深度的全覆盖检测的需求故提出一种利用激光超声技术进行渗氮层深度无损测量的方法。首先利用脉冲激光在不同渗层深度的40Cr钢表面激励出表面波通过激光干涉仪接收表面波从而实现表面波号的非接触激励和接收。然后采用二维傅里叶变换（2D-FFT）方法提取出表面波的频散曲线。实验结果表明:随着渗层深度的增加表面波的相速度也随之增加;表面波在低频时有较大的频散特性而在高频范围内表面波的传播速度变化较小;当渗氮层深度达到394μm时表面波速度的变化趋势不明显;表面波的频散曲线和渗氮层深度有一定的对应关系通过测量表面波的频散曲线可近似得到渗氮层的深度。激光超声技术是一种潜在的40Cr钢渗氮层深度的无损测量方法具有一定的工程应用价值。 

由于40Cr钢板目前采用的热处理工艺仍然是传统的淬火方法因此在调质过程中会出现不同程度的淬火裂纹。本文利用LEICA M205 A体视显镜与LEICA DMi8光学显镜分别对40Cr钢淬火开裂轴管断口进行了宏观形貌的观察与断口夹杂物及显组织的分析;并借助于JEOL6394扫描电镜与能谱议对夹杂物进行区成分的确定。结合40Cr钢中的化学成分及用户的热处理工艺制度确定轴管的外壁裂纹系冲压过程撕裂所致而钢中Cr含量偏高及淬火冷却介质能力强烈是造成40Cr钢轴管淬火内壁开裂的直接原因;钢中的夹杂物特别是硫化物夹杂超标加剧了40Cr钢轴管淬火内壁开裂的倾向。 

  为探究摩擦变形层组织结构演变及应变硬化特性与材料摩擦磨损行为间的联系采用盘-销摩擦磨损试验机在研究油润滑条件下40Cr钢/GCr15钢摩擦副摩擦学性能的基础上采用扫描电子显镜（SEM）、超景深三维金相显镜（OM）和显硬度计等对40Cr钢板销试样磨损表面形貌及摩擦诱发的变形层组织结构和性能进行了分析。结果表明:随着磨损时间延长试样的磨损机理由轻粘着磨损发展为轻粘着+局部轻度剥落的复合磨损;磨痕截面的塑性变形程度和硬化效应随磨损时间的延长逐渐上升近表层局部区域形成湍流状结构并逐渐向表层迁移剥离湍流状结构是循环摩擦接触过程中应变局域化和剪切失稳机制共同作用的结果其发展和剥离过程与材料稳定磨损状态下的40cr钢板高磨损率密切相关。 

某电机作动筒支臂材料为40Cr钢板在支臂系统测试过程中支臂发生断裂。通过外观检查、断口观查、金相检验和硬度检测等方法确定了支臂断裂性质和断裂原因。结果表明电机作动筒支臂断裂性质为脆性过载断裂;支臂调质不良材料中出现大量铁素体支臂脆性增大同时内壁存在脱碳层以及壁厚不足降低了支臂的承载能力是导致其过载断裂的内因;支臂工作过程中存在不均匀受力以及冲击载荷是导致其断裂的外因。通过热模拟试验讨论了支臂不良组织产生原因并提出了措施。 

  针对磁研磨法抛光铁磁性管件内表面时的磁屏蔽问题研制出一套磁力光整加工装置。对4种形状的磁极模型进行有限元分析研究磁极形状、磁极转速及运动状态对抛光效果的影响并以40Cr钢板为材料进行试验验证利用扫描电子显镜观察加工前后工件的观表面形貌。结果表明:磁极为环形磁极且与工件反向旋转、磁极转速为2 000r/min时加工效果好、加工效率较高;表面粗糙度值可降到Ra 0.25μm以下;工件内表面的裂纹、凹坑等表面缺陷基本被去除表面质量得到明显改善。由此表明利用磁极内置的方法可以很好的解决磁屏蔽问题40cr钢板并获得良好的表面加工质量。 

   主要阐述汽车半轴产品在机加工过程中发生断裂对其进行理化检测和分析。40cr中厚板理化检测结果表明该汽车半轴件的原材料在轧制时产生裂纹原材料厂家采取了局部重新加热及压力加工企图将开裂的部位焊合这种做法严重影响材料的使用性能。原材料轧制开裂的原因是由于该材料的非金属夹杂物超标而且轧制加热温度过高低熔点的硫化物已经熔融急剧降低材料组织的晶间结合力。同时材料中存在较多量的疏松及孔洞进一步降低材料性能终使原材料在轧制过程中产生近乎断裂的裂纹。通过这次检测和分析结果希望原材料生产厂家重视产品质量同时也要求用户单位加强原材料的进货检验防止该类事件再次发生。 

不同热处理工艺下钢中马氏体与贝氏体含量与形貌不同造成钢的力学性能具有差异。通过对45钢、40Cr钢板、38CrSi钢进行不同的热处理获得不同形貌的马氏体、贝氏体组织。采用OM、SEM、TEM对不同钢中的马氏体、贝氏体进行组织形貌观察及分析并估算了其含量。结果表明不同碳含量的钢经过水冷淬火热处理后马氏体组织形貌随碳含量的升高而变化由低碳板条状过渡到中碳针状板条状并存。同一种钢经过不同热处理后可得到不同形貌的贝氏体组织45钢、40Cr钢、38CrSi钢贝氏体组织多在晶界处形核并向晶内长大。无碳贝氏体与粒状贝氏体的析出与热处理工艺有关贝氏体形貌随碳含量与热处理温度的降低由羽毛状逐步过渡到无碳贝氏体。

    对汽车耐磨挡片的热处理工艺进行了改进将40Cr钢的调质工艺改为20Mn2钢的淬火工艺并对改进后工艺的显组织和力学性能进行了分析。结果表明:20Mn2钢采用880℃×60 min+250℃×90 min的热处理工艺时其硬度为38 HRC、抗拉强度1042 MPa、屈服强度773 MPa、断后伸长率14.1%、冲击韧性93.6 J·cm-2显组织为板条状马氏体。在载荷120 N、转速300 r/min、时间900 s的磨损条件下40cr钢板其耐磨性能是原工艺的1.7倍具有良好的技术和经济效益。 

  在以40Cr钢为基材的汽车传动轴表面制备出Ni-SiC纳米复合镀层检测并分析了复合镀层的显结构、硬度、抗磨损性能和耐腐蚀性能并与40Cr钢基材进行了对比。结果表明Ni-SiC纳米复合镀层主要由Ni、SiC相组成其平均硬度约为558.4 HV是40Cr钢硬度的1.5倍。镀层稳定时的摩擦因数维持在0.39左右相比40cr钢板钢明显降低镀层的腐蚀速率也明显低于40Cr钢。Ni-SiC纳米复合镀层能提高汽车传动轴的抗磨损性能和耐腐蚀性能。