GCr15凹模淬火裂纹止裂处的显微组织分析

对GCr15冷冲凹模淬火裂纹尖端进行脉冲放电止裂，放电时裂纹尖端熔化形成焊点和高压应力区，使裂纹尖端钝化，达到止裂目的，由于脉放电超快速加热和冷却，在裂纹尖端处实现了冲击淬火，得到了超细化的隐晶马氏体和细粒碳化物，硬度提高到HV900－1200。     

9Cr2凸模半埋藏疲劳裂纹电磁热止裂的实验与模拟研究

电磁热效应止裂技术的发展为金属模具中半埋藏裂纹的止裂问题提供了有效的解决途径。文章采用实验和数值模拟分析方法研究了对带有半埋藏裂纹的9Cr2凸模进行脉冲放电,实施电磁热止裂。实验结果表明,脉冲放电瞬时半埋藏裂纹尖端附近金属温升超过熔点,裂尖熔化形成焊口,并且由于裂纹是半埋藏状态,熔化的金属在裂尖处形成堆焊,其周围发生有利于遏制裂纹扩展的组织细化,有效地遏制了裂纹的扩展;数值模拟结果表明,脉冲放电瞬间,裂纹尖端附近很小的区域内,温度和温度梯度变化极大,裂纹尖端金属迅速熔化,导致半埋藏裂纹尖端曲率半径增加几个数量级,数值模拟分析结果与实验结果相吻合。     

Cr12模具钢裂纹电磁热止裂的研究

采用脉冲电流发生装置对Cr12模具钢中裂纹进行了脉冲放电止裂。放电后,裂纹尖端金属熔化形成焊口和压应力区,使裂纹尖端钝化,达到了止裂的目的。同时在裂纹尖端处得到了超细化的隐晶马氏体和细粒碳化物等微观组织,极大提高了裂纹尖端处的硬度、强韧性和耐磨性。     

单边裂纹电磁热止裂强化的残余应力分析

建立带有单边裂纹的无限大金属薄板模型,给出脉冲放电瞬间的温度场,应用一维条件下的热弹塑性理论,导出了单边裂纹金属构件电磁热止裂后的一维残余应力解;对带有单边裂纹的导电薄板脉冲放电后裂纹尖端产生的残余应力进行数值分析,理论与数值分析结果基本吻合;对40CrNiMo试件的残余应力超声波无损检测发现,止裂后残余应力变大。研究表明,在对带有单边裂纹的导电薄板进行电磁热止裂时,裂纹尖端周围温度急剧升高,使得裂纹尖端受热膨胀,由于裂尖受到周围材料的刚性约束,在受热和冷却过程中会残留一个压缩塑性应变,其产生的残余应力可有效的抑制裂纹扩展。     

3Cr2W8V热疲劳裂纹的止裂与修复

运用电磁效应理论最新研究成果,采用脉冲放电方法,对3Cr2W8V热挤压凸模的热疲劳裂纹实施了止裂试验。止裂后的裂纹尖端变得十分圆整。达到了钝化止裂的目的。显微组织分析证明：止裂处出现了强韧性极高的超细化组织,改善了裂尖处的机械性能。止裂也为热疲劳裂缝刷镀修复创造了理想的先决条件。     

电磁热止裂强化与裂纹力学特征关系

对比分析脉冲放电对Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型裂纹的止裂强化效果。数值模拟和实验研究发现,电磁热止裂强化与裂纹的力学特征关系不大,适合于各种受力状态下的裂纹止裂强化。脉冲放电瞬间,裂尖处温升超过材料的熔点使其熔化,在裂纹尖端处产生强大的热压应力场,试件冷却后,裂纹尖端3个方向均产生残余压应力,使Ⅰ型裂纹试件抗拉强度、Ⅱ型裂纹试件冲击韧性、Ⅲ型裂纹试件扭转强度均有所提高。     

40GrNiMo试件单边裂纹在线止裂及组织分析

对带有单边裂纹的40GrNiMo金属薄板试件进行了脉冲放电在线止裂实验研究。在超强脉冲电流作用瞬间,单边裂纹尖端熔化、裂尖钝化,曲率半径增加了2～3个数量级,并在裂纹尖端处产生热压应力场,达到了遏制裂纹扩展的目的。止裂前后裂纹前缘的微观组织对比分析发现,止裂后裂尖处组织更加均匀细小,且裂尖处Cr原子数量增加,其他元素与Cr生成更多的合金组织,得到强韧性均高的微观组织,提高了止裂后构件的力学性能。     

16Mn模具钢电磁热止裂与激光熔覆再修复的数值模拟研究

利用ANSYS对脉冲放电电磁热止裂温度场和应力场进行模拟,然后对电磁热止裂后的16Mn钢试样熔覆Ni45合金粉末的表面温度场瞬时变化进行模拟。结果表明,在8000 V高压脉冲电压下,裂纹尖端的温度可达1500℃以上,裂尖部分熔化,进而使裂尖钝化,脉冲放电后1000 s时构件的温度基本接近室温。脉冲放电瞬间接近裂尖处的残余应力较大,而远离裂尖处的压应力较小。激光熔覆过程中垂直于激光扫描方向存在着一定的温度梯度。     

低合金模具钢脉冲放电止裂的宏微观分析

在已形成裂纹的低合金钢冲模凹模上取样 ,对裂纹尖端实施脉冲放电止裂后的止裂效果进行了宏观和微观分析得知 ,脉冲放电止裂不仅钝化了裂纹 ,而且使止裂处的金属组织细化 ,显著地提高了抗断裂能力     

冷作模具钢淬火裂纹的搭桥修复

低合金冷作模具钢多属于高碳钢,淬火中易出现淬火裂纹。对于尺寸较大、形状复杂、加工精度高的冷作模具,因出现淬火裂纹而报废,损失是十分惨重的。如何修复已出现淬火裂纹的模具,是工业生产中急需解决的问题,针对这一情况,提出了对已形成淬火裂纹的冷作模具进行搭桥修复的新思想,并进行了试验研究。即首先对淬火裂纹尖端进行脉冲放电,钝化裂纹尖端,防止裂纹在焊合过程中扩展,然后,对模具表面裸露的淬火裂纹顶部用YG8电极进行火花放电修复,相当于在裂纹顶部搭上一座“桥”。修复后,由于焊合层的内侧也存在类似裂纹尖端的区域,会使模具在工作时引起应力集中。因此修复后再对焊后层与裂纹连接处进行第二次脉冲放电钝化止裂,使焊合层下的裂纹尖端钝化且变成拱形,极大地提高了焊合层的承载能力,实现了对淬火裂纹搭桥式的修复。     

裂纹尖端塑性区对304不锈钢脉冲电流止裂的影响

分别对裂纹尖端附近有塑性区和无塑性区的304不锈钢脉冲电流止裂试样进行了显微观察和纳米压痕试验。结果表明,有裂纹尖端塑性区的304不锈钢,在脉冲电流止裂后,止裂处发生了相变和再结晶,在温度场和应力场共同作用下分别形成了凝固区、细晶区和形变诱发马氏体区;而无裂纹尖端塑性区的304不锈钢,裂纹止裂处只有凝固区。纳米压痕试验表明304不锈钢的疲劳裂纹尖端处具有较大的残余应力,且残余应力随着远离裂纹尖端而迅速衰减;经过脉冲电流止裂后,裂纹尖端形变诱发马氏体的产生导致该处体积膨胀,产生相变应力,增大了裂纹止裂处周边的压应力值,这有利于抑制裂纹的二次扩展。     

构件中半埋藏裂纹在线止裂及力学性能分析

依据热-电耦合数值分析结果选择合适的脉冲放电电压,应用ZL-2超强脉冲电流发生装置,对带有半埋藏裂纹的45号试件进行拉伸载荷下脉冲放电止裂研究。放电止裂后,裂纹尖端瞬间熔化、钝化,达到了裂纹止裂目的。止裂中,试件在拉伸载荷作用下没有瞬间开裂。对止裂前后的拉伸试件通过冲击试验机、扭转试验机进行了冲击和扭转力学性能测试。研究结果表明,电磁热裂纹止裂可以有效提高试件的抗冲击和抗扭力学性能。     

带有埋藏裂纹的焊接接头电磁热强化及力学性能分析

采用ANSYS分析软件对45钢焊接接头电磁热强化过程进行了数值仿真,并对其强化后的温度场和残余应力场进行了分析.结果表明,电磁热强化使焊接接头内部裂纹尖端钝化,减少了应力集中,焊接裂纹尖端形成了3向残余压应力场.通过ZL-2型脉冲放电装置对45钢焊接接头进行了电磁热强化试验,并对其进行了强化前后力学性能对比分析.经过脉冲放电强化后的焊接接头抗拉强度和断后伸长率均有所提高,其力学性能得到了改善.数值分析和试验研究均证实了电磁热强化技术应用到焊接领域的可行性.