汽车空心齿轮轴台架疲劳断裂原因分析

通过光学显微镜、显微硬度计和扫描电镜对一种新型空心齿轮轴台架疲劳断裂行为进行分析。结果表明,空心齿轮轴在过渡弧位置断裂。零件材料的化学成分、奥氏体晶粒度、非金属夹杂物均满足设计要求,但有效渗碳层深度偏设计要求下限。计算结果表明,空心齿轮轴过渡弧半径应大于3.16 mm,较小的过渡弧半径加剧渗碳过程中的“尖角效应”,导致过渡弧处碳化物粗大并引起应力集中,这可能是疲劳寿命较低的原因之一。CAE软件模拟结果表明,过渡弧处存在明显的应力集中现象,表面最大应力超过零件表面的许用应力,这可能是空心齿轮轴失效的另一个原因。零件表面最大应力随空心尺寸的增加而增加,最大空心尺寸应小于Ø17.1 mm。     

基于SSPPs的低剖面宽带八木天线阵列设计

提出了一种基于新型人工表面等离子体激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons, SSPPs)馈电带有引向器的低剖面宽带八木天线阵列。天线阵列包括两部分:基于人工表面等离子体激元波导的四路宽带功分器和八木天线阵列。人工表面等离子体激元具有高的场局限性,将信号束缚在人工表面等离子体激元的凹槽结构中保证了信号的高效传输,减少了传输损耗。八木天线通过进一步加载引向器结构能够实现端射辐射特性。测试结果表明:天线阵列的回波损耗在4.5 ~6.05 GHz 频率范围内小于-10 dB。天线阵列实际增益在4.5 ~ 6.05 GHz 范围内最高可达11.1 dBi。     

汽车前轴用40Cr钢锻件开裂失效分析

利用化学成分、显微组织以及硬度分析等方法,对汽车前轴用40Cr钢锻件的开裂原因进行了分析。结果表明:裂纹位于锻件的R角处,为淬火裂纹;锻件R角处的元素偏析造成淬透性显著高于周围其它位置,锻造过程中产生了表面缺陷,使得淬火时马氏体相变产生的体积内应力超过了材料的强度,造成了淬火裂纹的产生;通过增大R角半径、控制原材料的成分偏析以及调整锻造工艺等措施,能够减小汽车前轴用40Cr钢锻件热处理后淬火开裂的风险。     

稀土Ce对非调质钢中硫化物特征及微观组织的影响

通过稀土Ce微合金化手段,采用SEM、EDS和ASPEX等手段对不同Ce含量的非调质钢中的夹杂物形貌、数量和尺寸以及实验用钢的显微组织进行了表征,结合Thermo-Calc热力学软件对含Ce硫化物夹杂的形成过程进行了分析,并通过三维原子探针（3DAP）对晶界和相界面处的元素分布进行表征。结果表明,Ce在1800℃与S结合形成Ce₃S₄夹杂,1480℃转变为Ce₂S₃夹杂,1480℃以下形成Ce₂S₃为内核,Ti₄C₂S₂和Mn S包覆生长的复合夹杂物;添加Ce元素的实验用钢中90%以上的夹杂物的长径比小于2.5;Ce含量为0.019%（质量分数）时,实验用钢的组织最细,平均晶粒尺寸为4.17μm。3DAP的结果证明了Ce在晶界和相界处存在明显偏聚,阻碍了C扩散,抑制晶粒长大,另外,高温区形成的细小弥散含Ce夹杂物提供了形核质点,2者共同作用细化了非调质钢的组织。     

低碳齿轮钢18CrNiMo7-6奥氏体晶粒度长大规律

利用金相实验法研究了低碳齿轮钢18CrNiMo7-6在不同加热条件下奥氏体晶粒的长大行为,建立了Arrhenius奥氏体晶粒长大模型,并利用时间指数对模型进行了优化.结果表明:在1173～1373 K范围内,奥氏体晶粒平均尺寸随着温度的升高及时间的延长而增大,并且对温度的敏感性高于对时间的敏感性,显著粗化温度为1273 K;建立了Arrhenius奥氏体晶粒长大模型D=2.223×106exp[-132086/(RT)]tn,其中激活能Q=132.086 kJ/mol;时间指数n随温度的变化近似服从S型函数,并建立了相关的数学方程式n=0.0775+0.2317/(1+10(1326.73-T)×0.0235),用该方程式对考虑合金元素的Arrhenius方程中的时间指数进行了优化,将优化后由该模型得到的奥氏体晶粒平均尺寸的计算值与实测值进行了对比,结果显示其吻合性较未优化前的模型更好.     

淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织演变及力学性能的影响

通过Thermo-calc热力学计算软件、扫描电镜、光学显微镜、冲击试验及拉伸试验等,研究了淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,Nb微合金化齿轮奥氏体平均晶粒尺寸增加,但保持在20 μm 以下,晶界稳定性较高;根据Thermo-calc热力学计算结果可知,主要存在的碳氮化物为Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、NbC以及AlN,其中Cr₇C₃、Cr₂₃C₆固溶温度较低,分别为730 ℃和749 ℃,NbC、AlN固溶温度较高,分别为1180 ℃和1070 ℃,NbC和AlN为主要钉扎晶界、细化晶粒的碳氮化物;NbC中存在少量的N元素,在一定温度下,NbC有向Nb(C,N)转变的趋势。随着淬火温度的升高,屈服强度呈降低趋势,抗拉强度在860 ℃出现平台,冲击性能先升高后降低。含Nb齿轮钢18CrNiMo7-6具有较宽的工艺设计窗口,最佳热处理工艺为860 ℃淬火+180 ℃低温回火,此时抗拉强度为1455 MPa,屈服强度为1229 MPa,冲击吸收能量为100 J,硬度约为44 HRC。     

冲压模具的前期质量保证措施与装配调试检测

作为整车的第一制造环节,冲压工艺产品质量的高低直接影响到后续工艺及产品的质量水平,而且冲压件生产成本约占汽车生产总成本的38%,而冲压模具的价格一般也占整车模具前期投资的2/5左右。所以在冲压件生产过程中正确的设计、安装、调试模具,对于模具的使用寿命、工作的安全性、工件的质量等有很大影响。文章总结归纳了冲压件模具的前期质量保证措施与装配调试要点。     

Nb微合金化对渗碳齿轮钢组织演变及接触疲劳性能的影响

目的 研究Nb微合金化后渗碳层和基体的显微组织变化规律,及Nb微合金化对接触疲劳性能的影响,以实现齿轮的接触疲劳长寿命.方法 利用真空渗碳炉将Nb微合金化及未Nb微合金化齿轮用钢18CrNiMo7-6进行渗碳热处理,采用滚动接触疲劳试验机进行接触疲劳试验,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显...     

微合金化渗碳齿轮钢18CrNiMo7-6的热塑性及本构方程

通过Gleeble-2000D热/力模拟试验机对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6进行了热压缩试验，研究了试验钢在变形温度为900～1100℃、应变速率为0.01、0.1、1和10 s^-1下的热塑性，计算了热变形激活能，并构建了峰值应力的本构方程。结果表明，试验钢的应力-应变曲线具有典型的动态再结晶特征，动态再结晶为主要的软化机制；在相同应变速率下，变形温度越高，热塑性越好，动态再结晶是一个热激活过程；通过Thermo-calc热力学软件计算得到，试验钢中主要存在的碳化物为M₂₃C₆和NbC,其中NbC的全固溶温度达到1180℃,Nb主要以NbC析出相为主，NbC在不同变形温度下的析出含量分别为0.0343%、0.0322%、0.0289%、0.0236%及0.0156%;采用Arrhenius双曲正弦函数建立了试验钢的峰值应力本构方程，确定了热变形激活能为Q=344.55 kJ/mol,模型预测出的峰值应力与实测峰值应力平均误差1.5%。