用YF40MnV钢替代45钢制造刀轴零件的可行性分析

介绍了YF40MnV易切削非调质钢在制作刀轴零件上的应用,并与45中碳调质钢在高频淬火及成本效益上进行分析对比,阐述了非调质钢替代45钢在刀轴制造应用的可行性。     

微量元素及控轧控冷工艺对非调质钢40MnV冲击性能的影响

通过在40MnV钢中控制微量元素含量并控制热加工工艺，探讨提高非调质钢冲击性能的方法。     

热轧态 YF40 MnV非调质钢的扭转疲劳性能

对首钢转炉冶炼的非调质钢YF40MnV热轧态的扭转疲劳曲线进行了测试,分析了疲劳断裂的原因。结果表明,首钢转炉生产非调质钢轧态的扭转疲劳极限为264 MPa,耐久比τ-1/σb ＝0．3,超过了40Cr调质态的扭转疲劳性能。     

非调质钢表面硬化处理工艺

试验用非调质钢为F35MnV、F38MnVS、F40MnVS、F45MnVS及F49MnVS铁素体-珠光体钢和F12Mn2VBS贝氏体钢。对这些钢进行了表面硬化处理试验。结果表明,铁素体-珠光体型非调质钢可采用气体渗氮、离子渗氮和气体氮碳共渗以提高其表面硬度和耐磨性,但贝氏体非调质钢氮碳共渗处理后,其冲击韧度从46.7 J降低到了35.0 J,故不宜采用该工艺进行表面硬化。此外,F40MnVS钢的高频感应淬硬层表面硬度和硬化层深度与45钢的基本相同,经渗氮处理的F35MnV和F40MnVS钢渗层的化合物层比40Cr、45和38CrMoAlA钢的薄,而扩散层较厚者厚,表面硬度比40Cr、45钢高,比38CrMoAlA钢低。经气体氮碳共渗的非调质钢具有良好的综合力学性能。     

离子渗氮的铁素体-珠光体非调质钢的组织和性能

对4种非调质铁素体-珠光体钢48MnV、40MnSiVN、38MnVS6和S55S1热轧后进行920℃×1.5 h风冷正火和560℃×2 h回火,以及540℃×8 h离子渗氮。检测了渗氮层的显微组织、表面硬度、硬度梯度、耐磨性能、抗疲劳性能以及基体的力学性能。结果表明:48MnV、40MnSiVN和38MnVS6钢的扩散层组织与未渗氮处理的钢相似,离子渗氮可明显提高非调质钢的表面硬度、耐磨性能和抗疲劳性能,且几乎不影响基体的力学性能。不含钒元素的S55S1钢扩散层形成了少量的针状氮化物,从而增大了渗层的脆性。     

非调质钢F40MnV高温流动应力模型研究

采用Gleeb1500热模拟实验机对F40MnV非调质钢进行实验研究,根据经典应力-位错关系和动态再结晶动力学方程,分别对加工硬化-动态回复和动态再结晶两阶段建立流动应力模型,然后统一表示为完整的F40MnV结构钢高温流动应力模型。根据实验结果计算拟合了模型中各参数。采用建立的流动应力模型计算实验条件下的流动应力,计算结果与实验结果吻合较好。并将所建立的流动应力模型用于F40MnV非调质钢热塑性成形数值模拟分析。     

非调质钢汽车连杆的疲劳性能

针对40MnV非调质钢汽车连杆锻后空冷和锻后正火两种工艺进行疲劳试验对比,对两种工艺连杆的疲劳极限进行计算,发现冲击韧性不是影响非调质钢的主要因素,锻后空冷的控制可提高连杆的疲劳寿命.     

非调质钢奥氏体晶粒长大行为研究

使用Gleebleb-1500热模拟试验机对F40MnV非调质钢在1000～1250℃进行等温保温试验,采用定量金相法计算了不同温度等温不同时间后的奥氏体晶粒尺寸。结果表明,1000℃及以下保温过程中,F40MnV钢奥氏体晶粒几乎不长大;在1000℃以上时,随着保温温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒长大显著。此外,拟合获得了F40MnV钢奥氏体晶粒的长大模型,所获得的模型可较为准确地预测奥氏体晶粒长大。     

控轧控冷工艺对F40MnV非调质钢组织及性能的影响

研究了不同的控轧工艺参数对非调质钢组织结构的影响规律,并在非调质钢零件不同部位采用强化控冷技术进行锻后冷却,得到了优化的非调质钢控轧控冷技术。结果表明:非调质钢转向节零件局部强化控冷技术能显著提高零件局部的综合力学性能;在1273～1373 K下,随着应变量ε在0.22～1.61内增加,实验钢原奥氏体晶粒从26～12μm逐渐细化,在该条件下峰值应变约为0.3;在1173～1473 K范围内随着变形温度的降低,变形抗力增大,峰值应变也随之增大,材料原奥氏体晶粒尺寸在20～11μm内逐渐减小;在增大锻压比和局部风冷两种工艺配合下,F40MnV钢可获得较好的综合力学性能。     

等温热处理对YF45MnV钢中硫化物的影响

汽车车轴用YF45MnV钢要求极低的总氧含量和适宜的硫含量,使得对其中硫化物尺寸和形态的控制,用传统的方法均无法有效的实现.本文提出对YF45MnV钢连铸坯等温热处理从而控制钢中硫化物的概念,并在实验室进行了详细研究.首先用thermo-calc热力学软件计算出理想条件下,YF45MnV钢中硫化锰大量析出温度为1416℃;在此基础上,进一步研究了不同热制度对钢中硫化物尺寸的影响;最后,为解决长时间保温处理造成的奥氏体的粗化问题,实验采用gleeble-1500热模拟实验机对等温处理后试样进行压缩实验.研究表明,合适的热处理参数能够将YF45MnV钢连铸坯中硫化物控制为较小尺寸和理想形态(纺锤状和近球形);等温处理后粗大的奥氏体,通过后续变形过程可以实现晶粒细化.     

高强度螺纹钢铸坯表面裂纹原因分析及控制

对采用转炉-精炼-连铸(全水型连铸机)工艺路线生产出的高强度螺纹HRB600(E)钢铸坯角部横裂纹进行了研究。结果表明:HRB600(E)铸坯角部横裂纹形成于结晶器。研究认为采用弱冷方式、控制浇铸速度、选用合理保护渣、合理二冷分配比等方式可有效解决铸坯角部横裂纹。工艺优化后铸坯角部横裂纹基本消除,且轧材无翘皮、结疤等质量缺陷。     

非调质钢F40MnV三辊楔横轧的实验研究

针对非调质钢F40MnV空心轴类件楔横轧成形问题,为获得最佳轧制与冷却工艺制度,在三辊楔横轧机上开展了轧制与冷却实验研究。利用正交法制定实验过程工艺参数,并将带有热电偶的试件进行轧制。轧后采用水冷,水冷加空冷,风冷,空冷4种方式进行冷却,得到相应的温度变化曲线。基于实验结果,采用金相分析和性能实验手段研究了温度、断面减缩率和冷却介质对F40MnV钢轧后冷态力学性能的影响。结果表明采用水冷加空冷、断面减缩率35%、轧制温度为950℃时的成形工艺可得到较为优良的力学性能。     

40MnB钢生产试制

采用90 t电炉-90 t LF＋VD-连铸-连轧工艺生产40MnB钢,其化学成分、低倍组织、力学性能均满足技术标准要求,可进行批量生产。     

亚温淬火抑制25MnV钢的高温回火脆性

以25MnV钢生产过程中出现的回火脆性缺陷为研究对象,采用微观组织分析、力学性能测试等手段,研究了亚温淬火对25MnV钢组织与性能的影响。结果表明,与常规调质处理相比,亚温淬火后的25MnV钢可得到板条马氏体之间分布有条状铁素体的复相组织,在基本不降低强度的前提下,明显提高冲击韧性,抑制高温回火脆性。     

On the Steel–Aluminum Hybrid Casting by Sand Casting

Hybrid casting is a well-known technology to join steel inserts and aluminum. In order to achieve a high-performance material-based joining between steel and aluminum, a new PVD Al-Si-(Fe) coating, which consists of two sub-layers, has been successfully developed for high-pressure die casting. This coating system has been investigated further in this work for the sand casting process. By extending the sand casting process to the plaster casting process with preheating possibilities for the coated steel inserts, a material-based connection between steel and aluminum with a tensile shear strength of 7.7 MPa could be created. The ductility of this connection is decreased comparing with the connection manufactured by die casting. SEM and EDS analysis and diffusion experiments show that the difference of mechanical properties between plaster and die casting is caused by the extensive diffusion and the corresponding layer growth at plaster casting. The edge separation in plaster casting is a result of the edge stresses due to the different thermal expansion of steel and aluminum which can be suppressed at high-pressure die casting. To improve the joining properties at sand casting, it is necessary to control the layer diffusion by adding other alloy elements such as Mn into the Al-Si-(Fe) coating layer.     

S34MnV钢的奥氏体晶粒长大动力学

利用DIL-805AD/T动态膨胀相变仪对S34MnV钢在不同加热温度和保温时间下进行奥氏体化试验,通过晶界腐蚀、光学显微镜观察和截点法测定了奥氏体平均晶粒尺寸,并对S34MnV钢奥氏体晶粒长大规律进行了深入分析。通过对比Beck模型、Hillert模型和Sellars模型,根据实测晶粒尺寸数据拟合并优化了模型参数,建立了S34MnV钢奥氏体晶粒长大的动力学模型。结果表明:兼顾加热温度和保温时间两方面影响因素的Sellars模型的计算结果与实测数据吻合较好,可用于预测S34MnV钢在880~920 ℃加热温度范围内,保温10~240 min时的奥氏体晶粒长大规律。     

挤压铸造锻模用5CrNiMo合金钢的熔炼技术

采用挤压铸造工艺生产5CrNiMo合金钢锻模,具有良好的应用前景;通过工程实践,总结了挤压铸造用5CrNiMo合金钢的熔炼工艺要点,为发展锻模挤压铸造生产提供实际依据。