铁素体贝氏体双相钢延伸凸缘性能及裂纹扩展行为

以TMCP(Thermo Mechanical Control Process)实验获得的低成本热轧FB(Ferrite/Bainite)钢为研究对象,通过扩孔实验评价FB钢板的延伸凸缘性能,分析显微组织对延伸凸缘性能的影响,并对扩孔过程中FB钢的裂纹扩展行为进行探讨。结果表明:当贝氏体体积分数在19~25%时,热轧FB钢的抗拉强度不低于551 MPa、扩孔率不小于77%,力学性能和延伸凸缘性能综合起来比较良好;裂纹通过孔洞和微裂纹相互扩展、连接的方式进行;当裂纹扩展到硬相的贝氏体时,裂纹沿着铁素体和贝氏体的相界面绕过贝氏体,并切断铁素体继续扩展。     

铁素体/贝氏体双相钢的延伸凸缘性能研究

采用多功能板料成形机,研究了铁素体/贝氏体双相钢的延伸凸缘性能与铁素体晶粒尺寸、贝氏体体积分数、制样工艺、扩孔工艺之间的关系,并与铁素体/马氏体双相钢的试验结果进行对比分析。结果表明,钢的组织形态和制样工艺对延伸凸缘性能影响显著,减少钢中各相强度差和改善孔缘状态可有效提高延伸凸缘性能。     

显微组织对FB60钢板延伸凸缘性能的影响

对3.5 mm厚的FB60钢板试样采用3种工艺进行了热处理,结果,试样的抗拉强度相同或接近,而显微组织不同。采用扩孔试验机、金相显微镜、SEM、原位纳米压痕仪研究了显微组织对FB60钢板延伸凸缘性能的影响。结果显示,化学成分相同、抗拉强度相同的F/B双相钢板的延伸凸缘性能是F/M双相钢板的3倍;具有F/P两相组织的钢板延伸凸缘性能最好,但强度最低。显微硬度和SEM检验结果显示,扩孔开裂的主要原因是钢中两相组织的强度差异,因而两相的可变形性能不同,导致在两相界面产生孔隙,最终由于孔隙的聚集、扩大而形成裂纹。     

基于裂纹驱动推挤加工工程陶瓷新方法及刀具磨损研究

基于边缘效应驱动裂纹软推挤加工工程陶瓷是一种新的加工方法。为实现工程陶瓷等硬脆材料的高效、低成本加工,通过试验研究了加工过程中车刀进给速度、凸缘厚度、槽深三个重要加工参数对车刀磨损的影响规律。结果显示:基于边缘效应驱动裂纹软推挤加工,能充分发挥裂纹扩展的高速度、低能耗特点,从某种程度上实现了软的刀具加工硬度比它高的材料。切削实验表明:随着车刀轴向进给速度增大,车刀的磨损量减小;但当凸缘较厚时,进给速度过大可能会使车刀发生崩刃,凸缘厚度越厚,其断裂强度越好,所以车刀磨损增加;槽深越深时,断裂强度变差,车刀磨损减小;但随深度增加,车刀与材料接触增大,车刀磨损曲线折回,呈缓慢增大趋势。     

镍基单晶高温合金冷热循环过程中圆孔周围裂纹萌生与扩展行为

选用第二代镍基单晶高温合金,制备了平行于定向凝固方向且分别沿(100)面和(110)面的2组板式试样,采用电火花方法在试样中心垂直于板面加工孔径为0.5 mm的圆孔.采用室温到1100℃的冷热疲劳实验,研究了冷热循环过程中不同晶体学平面的板式试样上圆孔周围裂纹萌生及扩展行为.结果表明,位于不同晶体学平面的板式试样中,电火花方法加工圆孔周围产生了一薄层再铸层,再铸层最厚处约15 μm.板式试样所在晶体学平面对圆孔周围裂纹萌生及扩展行为影响显著.冷热循环80 cyc后,(110)面试样中,裂纹在与枝晶生长方向垂直的孔边产生,之后迅速沿与枝晶生长方向呈45°角扩展.而对于(100)面试样,即使经过200 cyc冷热循环后孔边也未观察到裂纹,造成此差异的本质原因是单晶高温合金晶体结构的各向异性导致的热应力差别与微观组织特征共同作用的结果.     

基体组织对800 MPa级双相钢强塑性机制的影响

采用两种热处理工艺制度,得到不同基体组织的800 MPa级双相钢,并系统地研究了基体微观组织特征及其对强塑性机制的影响。结果表明,基体组织对800 MPa级双相钢的塑性变形机制有显著影响,从而导致性能产生差异。(F+M)双相钢由多边形铁素体和约28%的第二相马氏体组成,屈强比0.540,而伸长率达到23.3%;(BF+γ)双相钢由贝氏体铁素体基体组织和约24%的第二相残留奥氏体组成,其屈强比为0.702,同时扩孔率达到56%。(BF+γ)双相钢在塑性变形过程中,厚度约为60~150 nm的γ相可有效分解裂纹尖端的应力集中,消耗裂纹扩展能量,同时诱导残留γ发生马氏体相变引起的体积膨胀还可弥合微裂纹产生的缝隙,在α相BF和残留γ两相的协调变形机制作用下,有益于提高其强度、塑性和扩孔性能。此外,(BF+γ)双相钢大角度晶界所占比例增加至63.1%,同时基体中存在较高的位错密度,均可有效弱化微裂纹扩展的驱动能,增加其继续扩展所需能量,缓解其在变形或扩孔过程中产生的应力集中。     

改善模具润滑提高寿命

<正> 我厂生产的吊风扇,其上盖用08F钢板冲压成形,如图1。 这个零件要求内孔的精度和光洁度较高,我们是分五步进行;落料拉伸—冲翻边预孔—冲凸缘孔—翻内孔整形—扩孔挤光和     

580MPa级热轧高扩孔钢的组织与性能

采用Nb、V、Ti微合金化,通过TMCP工艺试验,研究了Nb、V、Ti微合金对低碳钢显微组织、力学及成形性能的影响,并分析了影响扩孔性能的因素。研究结果表明,适当加入微合金Nb、Ti,能够大幅度提高试验钢的强度,同时延伸率、硬化指数、扩孔性能良好;热轧高扩钢中的贝氏体能够起到阻挡裂纹扩展的作用,导致裂纹扩展转向,铁素体-贝氏体组织有利于钢板扩孔性能的提高。     

镍基自熔合金耐磨喷熔层的多冲裂纹萌生扩展

用氧乙炔焰在42CrMo母材上喷熔镍基合金,研究喷熔层多冲裂纹萌生与扩展以及磨损性能。结果表明,熔熔层也可提高多冲裂纹的萌生寿命,降低裂纹在喷熔层内的扩展速率,提高多冲抗力。     

780MPa级热轧铁素体/贝氏体双相钢的组织与扩孔性能

设计了两种低成本的铁素体/贝氏体双相钢,通过光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究了不同Si含量对试验钢组织与性能的影响,研究了试验钢在扩孔过程中的裂纹形成及扩展行为。结果表明,通过合理控轧控冷技术,能够获得780 MPa以上抗拉强度,伸长率大于17%,综合性能良好的试验钢;随着Si含量的增加,试验钢的屈服强度和抗拉强度显著提高,但是伸长率和扩孔性能有所下降;本试验钢的裂纹扩展机制为微孔聚集模式。     

分离器多孔开口一次成形模

分离器是一个多孔异形零件(见图1),材料为A3钢板,分两次加工而成。第一次先落料拉伸,不需做切边加工。第二次冲制全部三角边孔及中心圆孔。这种零件的开口位置是交错而成,并且要求在φ76(除材料厚度只有φ74)圆面积上分三个直径,在每个直径的圆上均匀分布孔距及数量。三角形开口共42个,一个中心圆孔。三角形半开口顶部要求在2毫米范围内高度一致。前几年采用单个冲制法,先冲制等分于     

SWRCH22A自攻螺钉断裂原因分析

对生产六角凸缘铣尾自攻螺钉的原材料SWRCH22A钢的化学成分和综合性能进行检测,通过扫描电镜、光学显微镜检验分析了断裂螺钉组织情况.结果表明:螺钉发生断裂是由于热处理不当引起的淬火裂纹扩展所致,并提供有效的改进措施,解决了螺钉断裂问题.     

精密冲裁成形仿真技术研究进展

精密冲裁是在普通冲裁基础上发展起来的一种先进的金属精密塑性成形工艺,是一个局部剧烈塑性大变形的过程.材料在狭小的凸凹模间隙附近形成塑性剪切带,发生剧烈的剪切流动,使成形过程的数值模拟存在许多难点.本文从延性损伤、韧性断裂准则及裂纹萌生与扩展仿真3个方面回顾了相关技术在精密冲裁成形过程数值模拟中的研究进展.     

热镀锌DP780钢板成形性能实验研究

对实验室炼制的780 MPa级热镀锌双相钢进行成形性能研究,通过烘烤硬化实验和V形弯曲实验,研究了不同工艺参数对钢板抗凹陷性能和回弹性能的影响。通过扩孔实验深入分析了钢板塑性断裂过程中裂纹的形成与扩展机理。结果表明：小于2%的预应变量可以提高DP780钢的BH值;弯曲变形后实验钢板的回弹角随凸模圆角半径的增大而增大;DP780钢板发生塑性断裂过程中,裂纹通过孔洞相互贯通而形核,并沿着马氏体岛边缘呈“扭折”状进行扩展。     

热作模具钢SDH3热疲劳机理

采用自约束热疲劳试验方法,对比研究了SDH3与H13钢的热疲劳性能,应用扫描电镜研究了SDH3热疲劳过程中裂纹的萌生和扩展,应用透射电镜分析了SDH3钢热疲劳前后显微组织和结构的变化。结果表明:经常规热处理后,SDH3钢热疲劳性能优于H13钢;对SDH3钢来讲,热疲劳裂纹由三叉晶界处萌生,并沿晶界扩展;SDH3钢的马氏体板条间存在薄膜状残留奥氏体,可有效释放裂纹尖端的应力并阻碍裂纹扩展;热疲劳过程中,基体组织发生回复再结晶,碳化物粒子发生粗化。     

冲裁质量对TRIP780边部成形性能的影响

采用单向拉伸试样冲裁模具和基于DIC的剪切边拉伸试验研究了冲裁间隙(0. 08t、0. 12t、0. 17t和0. 25t)和凸模刃口角度(0°、5°和10°)对超高强度钢板TRIP780冲裁断面质量和边部拉伸成形能力的影响,并根据DIC对断裂过程的追踪,揭示了边部裂纹的萌生和扩展机理。试验结果表明,随着冲裁间隙的增大,断面质量和边部成形性能降低;在0. 08t和0. 12t的冲裁间隙下,断面质量和边部成形性能相对优异和稳定。采用5°或10°斜刃冲裁时,光亮带和毛刺所占比例同时下降,拉伸性能得到大幅提高。在断裂形式上,边部质量较差时试样表现出从边部起裂,最终形成横-斜混合裂纹形式,其中横向裂纹的长度与边部质量有密切关系。     

GH4169合金不同孔形气膜冷却孔疲劳性能对比分析

气膜冷却孔是航空航天高温部件常见冷却设计,但属于典型结构疲劳危险点。为了优化气膜冷却孔热-机械性能,本文通过疲劳试验和有限元建模分析,研究GH4169合金相同底孔尺寸下的气膜冷却孔疲劳性能。研究表明：相同底孔直径下,90°圆孔疲劳寿命远低于倾斜圆孔、扇形孔和扇形后倾孔;相同孔倾角下,孔形对疲劳寿命影响较小;90°圆孔发生单断口疲劳断裂,断口与加载方向基本垂直,而倾斜圆孔、扇形孔、扇形后倾孔在孔根部附近发生疲劳断裂,断口向孔轴方向倾斜,除主断口外在孔根部均出现亚断口;90°圆孔断口疲劳裂纹在孔壁中间萌生,而倾斜圆孔和扇形孔疲劳裂纹在孔口部位萌生,且呈现多源萌生特征;裂纹萌生区平整光滑,随着裂纹扩展断口表面韧窝明显增多;孔轴倾角和孔口形状对孔周应力分布及最大应力水平具有显著影响。     

卷取温度对高强贝氏体双相钢组织性能的影响

采用UFC-TMCP技术生产了600 MPa级热轧贝氏体双相钢。采用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验等研究了卷取温度对其组织性能的影响。结果表明:当卷取温度由480℃降至400℃时,铁素体平均晶粒尺寸由6.1μm减小到3.8μm,体积分数由75.7%减少到69.2%,组织中贝氏体由粒状向板条状转变,钢的抗拉强度也增加至636 MPa,伸长率较高均在25.0%左右,扩孔率先增加后减小。440℃卷取时钢中铁素体晶粒尺寸为5.2μm,屈服强度为526 MPa,抗拉强度达到628 MPa,伸长率为25.0%,扩孔率高达116%,表现出优良的强塑性匹配和高的延伸凸缘性能。     

汽车酸洗板扩孔试验的影响因素分析

随着汽车在生活中的普及,人们对汽车安全性要求越来越高。汽车板的质量好坏是影响汽车安全的一项重要指标,而扩孔试验是衡量汽车板质量的重要指标。钢板1、钢板2用于悬架臂、横梁、汽车底盘、悬挂及周围部件等汽车部件,具有良好的原料冲压成型和延伸凸缘性能。从试验速率、材料规格、冲孔凸模扩孔顶尖和试样面是否同一面展开试验,结果表明,试验速率、材料规格、冲孔凸模扩孔顶尖和试样面是否同一面对试验结果都有很大影响。     

冷拉弹簧钢丝卷制断裂原因分析

对冷拉弹簧钢丝卷制过程中发生断裂的原因进行分析,对其卷制工艺性的影响因素进行总结。通过扫描电镜、能谱仪、光学显微镜、显微硬度测试仪、拉伸试验机等设备对多件卷制过程中发生断裂的1Cr18Ni9Ti冷拉弹簧钢丝的断口形貌、微观组织和力学性能进行对比和分析。结果表明:冷拉弹簧钢丝的断裂模式为塑性断裂,断口形貌呈韧窝特征,断裂原因与材料的卷制工艺性有关;钢丝表面机械损伤会提供初始裂纹扩展源区,组织中的氮化物聚集会破坏材料的连续性,材料强度过高会降低材料的塑性余量,该3类缺陷均会加大钢丝的断裂倾向,给钢丝的卷制加工带来不利影响。因此,需要尽量避免材料表面缺陷、组织缺陷以及性能缺陷,以便提高材料的卷制工艺性。