通过激光冲击强化对42CrMo钢板中碳合金钢进行了表面强化处理。采用显组织观察、硬度测试、摩擦磨损实验研究了不同脉冲能量的激光冲击强化处理对42CrMo钢组织和性能的影响。结果表明:未经激光冲击强化的42CrMo钢组织中铁素体均匀连续珠光体片层间铁素体较为明显。随着激光冲击强化输出能量的增加组织中铁素体越来越分散珠光体片层组织越来越不明显激光冲击强化后42CrMo钢中有大量位错、亚晶出现。在32～36 J的脉冲能量范围内激光冲击强化的该钢的表面硬度和耐磨性显著提高并在表面形成了厚度0.75 mm的硬化层。激光冲击强化冲击能量越高42CrMo钢硬度越高耐磨性越好。 

  目的探究二次喷丸工艺参数对42CrMo钢零件表面完整性的影响规律。方法建立三维随机喷丸有限元模型并通过实验验证有限元模型预测残余应力的准确性。将一次喷丸后零件的表面形貌和应力应变结果作为初始状态导入到二次喷丸模型中构建出二次喷丸预测模型。分析二次喷丸参数对42CrMo钢零件表面残余应力场、表面粗糙度以及等效塑性形变场的影响情况。

  结果二次喷丸后42CrMo钢板零件近表层（0～100μm）的残余压应力值均比初始状态有所增加。增加二次喷丸覆盖率对表面残余应力的作用为明显 可比初始状态提高63.3%而增加二次喷丸直径对残余应力的改善效果42crmo钢板不明显。过度增加二次喷丸速度会导致表面粗糙度明显增加提高二次喷丸覆盖率可显著降低表面粗糙度覆盖率为300%时粗糙度比初始状态减小了14.4%。表层PEEQ值随着二次喷丸速度、弹丸直径和覆盖率的增加而增加但当二次喷丸速度、弹丸直径和覆盖率增加到一定程度后表层PEEQ值会趋于饱和。

42crmo钢板电脉冲处理有促进钢材中复相组织形成的趋势。对于传统调质态的42CrMo钢其组织仅包含索氏体而受板条/孪晶马氏体短时间处理回火抗性的差异以及残余奥氏体稳定性提高的影响电脉冲处理后的42CrMo钢板中包含回火马氏体、索氏体及残余奥氏体这三种组织

   ;对于传统时效态T250钢其内部只存在η-Ni3（TiMo）相而受电流对非均匀形核的影响电脉冲处理后的T250钢中包含Ni3（TiAl）团簇、Ni2.67Ti1.33相以及大尺度NiTi金属间化合物这三种析出物。（6）通过电脉冲处理成功地在短时间内同时且大幅了42CrMo钢板与T250钢的强度与塑性定量分析了高能脉冲电流作用下不同类型钢材的强韧化机制结果表明:i)采用脉冲电流进行淬火或固溶处理可提高晶界强化以及位错强化的强度贡献而若进行回火或时效处理则可更显著地提高析出强化对强度的贡献;ii)电脉冲处理能增大必要几何位错的滑移距离提高有利晶体取向的含量以及高施密特因子的比例使钢材具有更大的塑性变形量;iii)利用电脉冲处理形成的复相组织在性能上的耦合及变形上的协调钢材的强韧性也能得到有效改善。综上所述经电脉冲处理后具有 性能的42CrMo钢板与T250钢的综合力学性能分别比传统处理态的钢材提高了22.82%和117.26%增强、增韧效果十分明显。

  同时也揭示出电脉冲处理过程中42crmo钢板异于常态处理的组织、亚结构变化及力学行为为丰富极端非平衡相变理论、更地开发具有更高力学性能的先进高强钢提供了充足的实验依据和技术参考。

为研究42CrMo钢板的冲击动态力学性能及本构模型进行了冲击动态压缩实验和金相观察.材料表现出强烈的应变率依赖性同时还得到不同应变率下力学性能差异的主要原因在于冲击动态载荷下的绝热剪切行为.采用热理论分别考虑热应力和非热应力来解释变形机理得到了应变率效应的描述.基于此本文提出含高应变率效应的动态本构模型通过绝热剪切准则来确定失稳的起始点并与模型进行耦合.该模型能很好地描述42Cr Mo钢的准静态和冲击动态力学行为特别是应变硬化效应和应变率效应. 

  42CrMo钢因具有良好的淬透性、强度以及韧性被广泛应用于拉矫辊制造中但是这种材料的耐蚀性、耐磨损性及耐疲劳性还不够理想限制了拉矫辊连续工作能力。为进一步提高拉矫辊基材强度和耐磨损性能利用激光熔凝技术对调质后42CrMo钢进行了激光强化工艺研究。采用光学显镜、金相显镜、显硬度计、摩擦磨损试验机等仪器对42CrMo钢激光熔凝后的显组织、42crmo钢板相结构、强度及摩擦磨损性能进行了分析研究了激光功率、扫描速度对熔凝层性能的影响规律。结果表明:工艺参数对熔凝区力学性能影响较大激光功率显著影响熔凝层的深度扫描速度影响表面成形质量;调质后42CrMo钢板基体组织主要为回火马氏体+残余奥氏体经过激光熔凝后基体组织发生转变马氏体含量显著提高。 

  采用硬度测试、显组织观察、脆性等级和疏松等级评价等方法研究了渗氮温度对42CrMo钢板零件渗氮后氧化渗层性能的影响。结果表明:在渗氮后氧化处理过程中渗层的表面硬度随着渗氮温度的升高出现先增后降的趋势;渗层深度和疏松等级随渗氮温度的升高而增加但脆性等级变化不大。当渗氮温度为560℃时42CrMo钢零件可获得表面硬度≥600 HV、渗层（白亮层）深度≥15μm、1级脆性等级、2级疏松等级的渗层。 

42CrMo钢板齿圈毛坯的淬火通常采用油淬或聚合物水溶液淬火来避免淬火的开裂但油淬或聚合物水溶液淬火导致严重的环境污染。改用水淬不仅可满足绿色环保的要求而且可降低成本但极易产生开裂。针对上述问题本研究基于温度场、组织场和应力场的有限元模拟获得优化的水-空交替控时淬火冷却（ATQ）工艺成功应用于大直径（ф1970 mm）的42CrMo钢齿圈毛坯的淬火冷却。结果表明:采用ATQ工艺处理42CrMo钢齿圈毛坯不仅回火后的力学性能高于性能指标要求而且有效避免了淬火开裂。 

  对42CrMo钢板轧制工艺参数进行了的优化研究了不同加热、轧制温度的42CrMo钢棒材组织及布氏硬度变化规律。结果表明通过控制加热、均热段温度和终轧温度可有效控制热轧态42CrMo钢棒材组织及布氏硬度;42CrMo钢棒材开裂原因主要是轧制后产生大量的贝氏体组织且沿棒材横断面分布不均匀由边部到心部的贝氏体含量减小布氏硬度则由大变小。热轧钢布氏硬度≤260HBW时可避免在棒材剪切下料过程开裂、掉块现象。 

   利用高压水射流喷丸技术（WSP）和真空脉冲等离子氮化技术研究了水射流喷丸预处理对42CrMo钢等离子氮化后的滚动接触疲劳性能的影响。采用OM、SEM、TEM、XRD应力测定仪、表面粗糙度仪、显硬度仪对等离子氮化和复合处理后试样的渗层显组织、结构以及表面完整性进行了表征并对疲劳断口形貌进行了分析。42crmo钢板结果表明:经过WSP预处理后42CrMo钢获得了更好的氮化效果疲劳性能得到大幅。原因是经WSP预处理后试样表面细小弥散的氮化物和表层晶粒的细化有利于抑制表面裂纹的萌生与扩展改变了疲劳裂纹的萌生机制次表层硬度的提高以及更深的残余压应力影响层推迟了次表层裂纹的萌生更高的次表层残余压应力抑制了次表层二次裂纹的萌生以及主裂纹的扩展延长了42CrMo钢渗氮后的接触疲劳寿命使得失效机理更接近于赫兹理论。 

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