热处理对30CrMnSiNi2A钢组织与动态性能的影响

从30CrMnSiNi2A钢弹体取六块材料进行不同热处理,对热处理后的材料进行了金相分析,讨论了热处理对其组织的影响。从中选取三组材料,利用SHPB动态测试装置,对三组材料进行了高应变率动态冲击实验。结果表明,不同热处理后的钢屈服强度均随应变率增加而增高,同一应变率下,第一组试样屈服强度值最低,其余两组随回火温度降低屈服强度增高,通过对冲击后的断裂试样进行微观组织观察,得出860℃淬火600℃回火的材料综合性能最佳。     

30CrMnSiNi2A钢零件感应加热局部回火工艺

对30CrMnSiNi2A钢零件进行感应加热局部回火试验,参照铅浴局部回火工艺的相关技术要求,对感应加热热处理的设备、工艺等进行摸索,获得了符合生产要求的感应加热局部回火工艺。试件感应加热局部回火后的疲劳性能和对缺口敏感性的降低都较铅浴局部回火要好。     

等温淬火对30CrMnSiNi2A钢的组织和性能的影响

本文研究了30CrMnsiNi2A钢在马氏体区不同温度等温淬火对钢组织和性能的影响,从应力腐蚀、低周疲劳、断裂韧性、断口特征和常规机械性能的综合考虑来确定最佳等温淬火工艺.试验结果表明,285℃等温淬火280℃回火的热处理工艺可以获得比较良好的综合性能,并且认为下贝氏体和残留奥氏体是使该钢的韧性和塑性提高的主要因素,而回火马氏体则是保证钢的强度的重要因素.     

温度循环对30CrMnSiNi2A钢力学性能的影响

运用LRP500自控式温度循环疲劳仪研究了30CrMnSiNi2A超高强度钢在不同循环次数、不同温度区间处理后的屈服强度、抗拉强度等参数的变化规律。通过实验测试、理论计算和有限元仿真相结合的方法,研究了温度循环处理对30CrMnSiNi2A钢力学性能的影响。结果表明：温度循环处理会降低30CrMnSiNi2A钢的屈服强度和抗拉强度,且温度循环区间越高、循环次数越多,材料力学性能下降越明显。基于实验数据,给出了考虑温度区间和循环次数下30CrMnSiNi2A钢的修正本构模型和有限元数值仿真结果。结果表明：保持循环次数为100次,温度区间在上限超过100℃后,温度每增加20℃,抗拉强度衰减0.65%,屈服强度衰减1.67%;保持温度区间为10～80℃,循环次数在600次以上时,循环次数每增加100次,抗拉强度衰减0.95%,屈服强度衰减1.94%。     

原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层的影响

在MKL7132X6/12数控强力成形磨床上对42CrMo钢进行磨削淬硬加工试验,通过光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等测试仪器测量和分析磨削淬硬层的宏观组织、显微组织、硬度以及淬硬层深度,研究原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层组织和硬度的影响。结果表明:完全淬硬层表层由针状马氏体和少量未溶碳化物组成;中间层由略粗针状马氏体和少量未溶碳化物组成;过渡层组织因原始组织而异。原始组织对完全淬硬区组织和硬度无明显影响,显微硬度620~700 HV。但随着工件材料原始组织均匀性的提高,略粗马氏体组织距工件表面的距离变大,且磨削淬硬层深度变大。     

超声波冲击对30CrMnSiNi2A钢疲劳性能的影响

借助金相显微镜、X射线衍射仪对超声波冲击加工与传统抛光后试样表层组织性能进行对比分析,研究超声波冲击加工对30CrMnSiNi2A疲劳寿命的影响。结果表明,经超声冲击后,试样表层组织变得更加细密从而阻止裂纹在表面萌生,形成更高的残余压应力减缓了裂纹扩展速率,使得1200 MPa下30CrMnSiNi2A钢试样的疲劳寿命较传统抛光下的试样增加了23.5％。     

表面加工对30CrMnSiNi2A钢疲劳性能的影响

对 30CrMnSiNi2A钢采用粗磨削、精磨削、振动光饰、振动强化和喷丸强化等不同的表面加工方式获得了不同的表面状态 ,研究了不同表面加工条件下的表面粗糙度、表面残余应力对其疲劳性能的影响。结果表明 ,30CrMnSiNi2A钢的疲劳性能对表面状态敏感 ,其中喷丸强化可使疲劳寿命在相同的应力 (90 0MPa)条件下由粗磨削的 3 16× 10 3循环周次提高到 3 31× 10 5循环周次     

30CrMnSiNi2A钢螺钉断裂分析

固体火箭发动机燃烧室壳体进行水压爆破试验,未到规定的破坏压强时,喷管固定螺钉即发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度检测、氢含量测定及改进措施验证,确定了螺钉断裂性质和原因。结果表明：螺钉的断裂性质为氢致脆性断裂,断裂原因并非由于氢含量过高,主要是由于螺钉材料的抗拉强度偏高,增大了螺钉的氢脆敏感性。将螺钉的热处理规范由常规热处理改为等温淬火工艺后,螺钉的氢致脆性断裂得到了有效预防。     

30CrMnSiNi2A钢焊接HAZ的组织对氢行为和性能的影响

本文用透射电镜,阴极电解法和定载延迟试验等方法,通过对30CrMnSiNi2A超高强钢模拟HAZ 组织结构对氢扩散行为和性能影响的考察,研究了三种HAZ组织的吸氢规律、三种HAZ 过热区组织中氢的扩散系数和溶解度,经冷处理后组织中氢扩散行为的变化,以及这些组织的氢裂敏感性。试验结果表明:过热区组织状态的改善是后热HAZ 性能显著提高的根本原因。以薄膜状分布于马氏体板条间的残余奥氏体,由于其对扩形氢的特殊作用和优良的韧性,对HAZ 性能的提高起了重要作用。     

预热处理工艺对20CrMnSiNi2A钢组织性能的影响

２０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ钢系８０年代研制的低碳马氏体高强度结构钢。用此钢制造履带诱导齿圈和履带板等零件。经常规热处理工艺处理后塑指标往往达不到技术要求。通过预热处理,与原热处理工艺比较,在保持同等高度的前提下,δ,ψ提高约４０％,ａＫ提高约１５％,从而确保了２０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ钢最佳强韧性配合。     

电子束局部热处理对30CrMnSiNi2A钢接头组织和断裂性能的影响

一般电子束焊接接头在焊后都需要进行真空或炉中整体热处理,以改善接头的组织和性能。电子束局部热处理是一种新型的热处理方式,具有精确度高、灵活性好、效率高、节省能源和提高生产率的优点。因此探讨该热处理方式对电子束焊接接头组织、力学性能和断裂韧性的影响规律,具有十分重要的实际意义。本文结合金相组织分析,对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接后焊态、焊后炉内整体热处理和电子束局部热处理三种焊接接头不同区域的力学性能和断裂韧性进行了探索性试验研究。试验结果表明,电子束局部热处理能够在一定程度上改善焊接接头的组织和断裂性能,特别是能够明显改善焊缝的断裂韧性,但还不能完全替代整体热处理,仍需要今后继续探索其更为合理的处理方式和工艺。     

焊接速度对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接头组织和力学性能的影响

30CrMnSiNi2A钢由于其出色的质强比成为制造飞机起落架、襟翼的重要材料。电子束焊的焊接速度对工程应用中30CrMnSiNi2A钢的微观结构和机械性能产生极大影响。接头微观组织从热影响区细小等轴的回火索氏体与马氏体混合组织,转变为焊缝区域的树枝状板条马氏体晶粒。显微硬度由母材向焊缝中心逐渐增高,焊缝区域显微硬度最高可达690HV0.2,约为母材的两倍;拉伸强度最高为842MPa,达到母材强度的96.9%。此外随着焊接速度的提高,晶粒尺寸减小,显微硬度随之提高;但HAGB和渗碳体数量的下降对接头强度不利,使得接头抗拉强度随焊接速度提高而下降,不同焊接速度下接头断裂模式均为脆性断裂。     

30CrMnSiNi2A钢焊接接头热处理后的组织与性能

研究了30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头热处理后的组织和性能。试验结果表明，该钢电子束焊接接头焊缝为典型的粗大针状马氏体加残余奥氏体组织，HAZ（热影响区）为中温组织，经过900℃油淬加低温回火处理后，焊缝和热影响区组织转变为回火马氏体和残余奥氏体。焊态下，由于母材的强度较低，此种电子束焊接接头的拉伸试验断裂部位均在母材；经过上述热处理，母材的强度有了大幅度的提高，焊缝的强度虽然稍有降低，但伸长率提高了将近1倍，获得了良好的综合力学性能。但上述热处理后，焊缝和热影响区的冲击韧度和断裂韧度值较低，这主要是因为中碳马氏体中含碳量略高造成的。焊缝由于组织细小且均匀，与热影响区相比，具有相对较高的断裂韧度。     

焊后调质处理对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接头组织和硬度的影响

研究了30CrMnSiNi2A钢电子束焊接头在经过调质处理后的组织和硬度.试验结果表明:该钢电子束焊接头的组织为典型的针状马氏体 残余奥氏体,HAZ(热影响区)为中温组织;经过870-890℃油淬 高温回火处理后,焊缝、热影响区及母材的组织主要为回火索氏体 少量铁素体.经调质处理后,焊缝金属的硬度有所降低,母材的硬度有所提高,而热影响区的硬度则变化不大.     

超声冲击对30CrMnSiNi2A焊接接头组织性能的影响

使用手工氩弧焊、30CrMnSiNi2A合金钢板材和H18CrMoA低氢高强钢焊丝制备了焊接接头试样,并采用超声冲击处理技术对其进行了全覆盖强化处理.利用金相显微镜、显微硬度仪和电子万能试验机等分析与测试手段对未超声冲击处理与超声冲击处理焊接接头试样的表层显微组织结构、显微硬度和拉伸性能等进行了研究.结果表明,超声冲击处理可在30CrMnSiNi2A钢焊接接头试样表面形成厚度约为100～150 μm的晶粒细化层,焊缝区表层平均显微硬度由350提高到402HV,加工硬化量提高了14.9％,而且焊接接头的抗拉强度和伸长率分别提高了16.8％和35.7％;同时,探讨了超声冲击处理改善30CrMnSiNi2A钢焊接接头力学性能的机理.     

感应加热工艺参数对30CrMnSiNi2A钢轴件温度分布的影响

在考虑电磁-温度场相互耦合以及固态相变的基础上,利用ANSYS软件对30Cr Mn Si Ni2A钢轴件感应加热过程进行模拟分析,并通过实际温度测量进行验证,实际测量和模拟分析的结果能够很好吻合。探讨了轴件感应加热过程温度分布的一般性规律,并研究了感应加热工艺参数电流密度Js、电流频率f和线圈厚度b对轴件温度分布的影响,为后续30Cr Mn Si Ni2A钢轴类工件局部回火的感应加热工艺参数的选择以及感应线圈的设计提供参考。     

冷却方式及试样尺寸对42CrMo钢磨削淬硬层影响

在MM7132平面磨床上对42CrMo钢进行了磨削淬火试验,研究了冷却方式及试样尺寸对淬硬层厚度及淬硬区组织的影响。结果表明:在湿磨条件下,随磨削深度的增加,淬硬层厚度总体呈增加趋势,淬硬层厚度均达到1.5 mm。磨削深度为0.2 mm、试件高度为100 mm干磨时,淬硬层厚度为0.75 mm,淬硬层显微硬度最高为771.8 HV;试件高度为150 mm时淬硬层厚度为0.5 mm,淬硬层显微硬度最高为605.4 HV。干磨时马氏体组织更细小。     

30 CrMnSiNi2 A钢离合器轴渗碳淬火工艺

30 CrMnSiNi2 A钢是我国航空工业广泛应用的低合金超高强度钢,该钢在30 CrMnSiA钢的基础上提高了锰和铬的含量,并添加了1．4％～1．8％的镍,使其淬透性得到明显提高,改善了钢的韧性和回火稳定性。该钢适宜制造高强度连接件、轴类零件以及起落架、涡轮喷气发动机压气机中机匣的后段等重要受力结构件［1］。该材料通用热处理工艺为直接淬火加低温回火或等温淬火加低温回火。
　　1离合器轴结构及技术要求
　　离合器轴为起动机中的关键零件,其作用为传递功率,零件表面硬度要求高、耐磨性能要好,因此一般选用渗碳钢进行渗碳处理。为满足我公司某起动机的工作环境、使用寿命等各项指标要求,设计时在选材上参考国外样件,最终选择30CrMnSiNi2A钢。该离合器轴零件结构图如图1所示,要求在直径为矱19．4 mm的圆柱面进行渗碳处理,要求渗层深度为1．80～2．10 mm,表面硬度≥61 HRC,中心硬度为44～49 HRC,渗层金相组织满足HB 5492Ⅲc。     

30CrMnSiNi2A钢真空等温淬火工艺研究

通过对材料进行真空等温淬火和盐浴等温淬火系列对比试验,研究了等温温度对30CrMnSiNi2A钢的表观质量、金相组织和力学性能的影响,获得了30CrMnSiNi2A钢真空等温淬火的工艺参数。