基于Deform-3D的异型铝型材挤压模具开裂失效分析与参数优化

对某异型铝型材H13钢挤压模具分流桥早期开裂失效的状况,采用Deform-3D软件分析并进行正交优化试验设计。结果表明,当挤压温度为460℃、挤压速度为30 mm·s-1、摩擦因子为0.6和模具预热温度为450℃时,坯料塑性最差、变形抗力及流动阻力最大,模具主应力超过材料许用应力值导致模具开裂失效。优化挤压温度为500℃、挤压速度为10 mm·s-1、摩擦因子为0.4和模具预热温度为470℃时,模具的最大主应力仅为529 MPa,能够最大可能地避免模具早期的开裂失效。     

RE-N-C-S-V-Nb 多元共渗 H13 钢的高温耐磨性

目的研究RE-N-C-S-V-Nb多元共渗H13钢的高温耐磨性,为避免铝型材挤压模具的早期磨损失效提供表面强化的新工艺。方法把多元共渗试样及对比试样进行高温摩擦磨损实验,然后利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪等设备进行检测分析。结果淬火试样和软氮化试样均存在较严重的磨粒磨损和粘着磨损现象,渗层有微裂纹,高温摩擦系数曲线有明显的波动和峰值,磨损率分别为21.20×10-13,11.30×10-13m3/(N·m),在560℃保温4 h后的显微硬度分别为584,1018HV0.1。RE-N-C-S-V-Nb多元共渗试样以微量氧化磨损和微量粘着磨损形式出现,渗层无裂纹,高温摩擦系数曲线平缓,磨损率仅为2.96×10-13m3/(N·m),显微硬度高达1334HV0.1。结论 RE-N-C-S-V-Nb多元共渗H13钢具有较强的高温耐磨性。     

圆管铝型材挤压模具失效分析及其热处理工艺优化

采用残骸分析法研究H13钢圆管铝型材挤压模具失效的凸模发现,分流桥脆性开裂的主要原因是热处理不当,并用正交试验法对热处理工艺参数进行优化。结果表明:经过优化工艺热处理后,退火态组织为颗粒状渗碳体弥散在铁素体上的球状珠光体,淬火态组织为细针马氏体+残余奥氏体+剩余碳化物,回火态组织为碳化物颗粒细小、分布均匀的回火屈氏体+回火马氏体+残余渗碳体,材料的各项力学性能为:抗拉强度为1549 MPa、屈服强度为1420 MPa、冲击韧性为34.7 J·cm-2、伸长率为15.2%、断面收缩率为36.7%和硬度为49.6 HRC,为避免模具脆性开裂失效提供了良好的金相组织和力学性能保证。     

基于Deform-3D方管铝合金型材等温挤压的变速挤压数值模拟

基于Deform-3D有限元分析,建立分段变速挤压模型对方管铝合金型材的挤压工艺进行数值模拟研究。结果表明:挤压速度越高,型材在模具出口处温度越高,温度差也越大,采取7,5和3 mm·s-1的分段变速挤压能有效实现模具出口处温度差恒定于8℃左右的等温挤压。在等温挤压环境下,最大等效应力值为47.4 MPa,最大等效应变值为7.92,最大损伤程度为1.70,比中间速度5 mm·s-1等速挤压模型的相应值分别下降了10%、23.8%和48.5%,且型材表面质量好,金相组织细致均匀,力学性能高。     

RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗H13钢的显微组织与耐腐蚀性能

分别采用RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗技术和淬火+回火热处理方法制备了2种H13钢试样。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪观察经RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗处理后H13钢的显微组织结构。采用动电位极化曲线、阻抗谱等方法研究了RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗与淬火+回火2种方法处理后H13钢的耐腐蚀性能。结果表明:多元共渗的渗层由细小均匀、致密性好且呈弥散性分布的氮碳化合物组成;在3.0%的NaCl溶液中,其自腐蚀电位和极化电阻分别为-0.946V和1 574Ω·cm2,高于淬火+回火钢的相应值;自腐蚀电流密度和腐蚀速率分别为1.017mA/cm2和0.119 68mm/a,低于淬火+回火的相应值;其腐蚀特征以点蚀和均匀腐蚀出现,而淬火+回火钢以点腐蚀和晶间腐蚀出现。这表明H13钢经过RE-NC-V-Nb盐浴多元共渗处理后具有较高的耐腐蚀性能。     

RE-N-C-S-V-Nb 多元共渗 H13 钢的热疲劳性能研究

利用扫描电镜、X射线衍射分析技术,对比经过RE-N-C-S-V-Nb多元共渗处理、气体渗氮处理和淬火+回火处理的H13钢三种试样的热疲劳性能,依据裂纹特征、裂纹结构,证明RE-N-C-S-V-Nb多元共渗H13钢具有较强的抗热疲劳性能。研究了多元共渗钒铌碳氮化物的细晶强化作用和位错强化作用,及其对钢热稳定性、高温硬度和抗氧化性的影响,从理论上揭示了RE-N-C-S-V-Nb多元共渗对热疲劳性能的强化机制。