精密成形工程

作者：郭龙龙, 刘浩然, 张杰, 吉效科, 王仕强, 张衡, 陶桂红, 黄建喜

单位：1.西安石油大学 机械工程学院,西安 710065; <br>2.西南石油大学 机电工程学院,成都 610500; <br>3.中石油长庆油田分公司机械制造总厂,西安 710200; <br>4.中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院,四川 广汉 618300; <br>5.中国石油集团渤海石油装备制造有限公司研究院,天津 300280

关键词：热处理,15-5PH,再制造,CMT,拉伸性能,剪切强度

基金：陕西省自然科学基础研究计划（2025JC-YBMS-545）; 石油天然气装备教育部重点实验室开放基金（OGE202302-11）; 西安市科技计划项目（23GXFW0076）

目的 针对15-5PH钢零件再制造后性能调控缺乏试验和数据支撑的问题,研究热处理温度对15-5PH熔覆层微观组织及力学性能的影响。方法 利用冷金属过渡（Cold Metal Transfer,CMT）工艺制备了连续、平整、无宏观缺陷的熔覆层,并采用不同温度对熔覆层进行了热处理。利用光学显微镜、XRD、SEM和EDS等手段分析了熔覆层的微观组织、物相组成,通过拉伸试验、剪切试验测试了熔覆层力学性能。结果 焊态熔覆层主要由马氏体、铁素体、球状碳化物构成,不同区域的马氏体、铁素体形态有显著差异。随热处理温度的升高,焊道中间区域微观组织差异逐渐减小,尺寸有增加的趋势,经580 ℃、620 ℃热处理后,马氏体晶界上生成白色块状逆转变奥氏体,而且逆转变奥氏体含量和尺寸随温度的升高逐渐增加。此外,经450 ℃热处理后,熔覆层的屈服强度、抗拉强度、剪切强度达到最高,分别为1 251、1 318、674.9 MPa,伸长率仅为3.6%;当温度高于450 ℃时,随温度的升高,屈服强度、抗拉强度、剪切强度逐渐降低,伸长率增加。结论 探明了热处理温度对再制造15-5PH熔覆层组织和性能的影响规律,为再制造15-5PH零件的热处理提供了依据。

来源：2026年第3期

《精密成形工程》期刊编辑部

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