新型热成形-淬火-碳分配工艺

变形与相变和碳分配相结合,即钢在奥氏体区变形以细化晶粒、获得高强度,在淬火过程中钢发生相变和碳分配,可实现对硬相马氏体和软相残留奥氏体的调控,是一种新型热成形-淬火-碳分配工艺。这一工艺方法可使钢获得纳米级位错型马氏体和残留奥氏体的复合组织,在不损害钢的强度的前提下,提高其力学性能。     

汽车用高强钢的热成形-淬火碳分配工艺与组织性能

对热轧态Fe-Mn-Si-B系汽车用高强钢进行了热成形-淬火碳分配处理,研究了淬火温度和等温碳分配温度及时间对高强钢物相组成、组织与力学性能的影响。结果表明,热挤压成形后快淬至室温的试样中形成了马氏体组织,而淬火-碳分配工艺下都形成了细小的马氏体和残留奥氏体双相组织;不同热成形-淬火碳分配工艺下高强钢的强塑积都明显高于热成形后直接淬火至室温的试样,采用325℃×45 s淬火-碳分配后高强钢具有最高的强塑积(22 663 MPa·%),继续延长碳分配时间至60 s,高强钢的强塑积反而降低,这主要是由于韧性残留奥氏体发生部分分解而形成了下贝氏体组织。     

淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工艺浅介

传统淬火-回火工艺不能满足高强度钢兼具一定韧性和廉价的要求,Speer等为在淬火钢内稳定一定量的残留奥氏体,提出淬火-碳分配(Q-P)工艺,即淬火后在一定温度保温一定时间,碳自马氏体分配至残留奥氏体、因富碳而稳定化,以保证淬火高强度钢的塑性和韧性.在O-P工艺基础上,本文作者于2007年建议一个热处理的新工艺:淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工艺,即淬火至Ms～Mf后,除作碳分配外,还在一定温度回火一定时间,使析出复杂碳化物,以增加强化作用.Q-P-T钢含<0.5wt%C以防止脆性,含1.5wt%Si阻碍渗碳体的析出,促进碳分配,(1.0～1.5)wt%合金元素Mn(Ni)以降低Ms温度,以及少量复杂碳化物形成元素Nb和Mo.含0.48wt%C的Q-P-T钢经Q-P-T处理后显示抗拉强度为2 160 MPa,总伸长率11%;含0.2wt%C的Q-P-T钢具抗拉强度1 150 MPa,总伸长率17%;含0.1wt%C的Q-P-T钢具有抗拉强度900 MPa和较高韧性.初步设想了Q-P-T工艺的热力学和动力学,有必要作进一步研究使Q-P-T钢的成分和性能进一步优化.     

成形和淬火工艺对高强度热成形零件硬度-强度的影响

通过热成形高温平板分区冷却系列试验,以淬火前后热成形材料力学性能为评价指标,结合正交试验分析方法研究了热成形工艺条件下保压时间、压强和板料厚度对热成形零件硬度强度的影响规律。采用统计学3σ法则对优化工艺下热成形零件力学性能进行分析,建立了基于柔性指数模型的热成形钢板强度硬度非线性回归方程和热成形钢板强度-硬度等级评估区间图。并基于优化条件下的U型热冲压实验验证了该模型的正确性。结果表明:建立的性能评价标准可为热成形零件的力学性能预测和在线质量检测控制提供重要指导依据。     

热成形淬火工艺中加热炉关键技术参数

汽车轻量化是降低燃油消耗及减少排放的有效途径之一。为了给汽车用户提供最高等级的安全性能,同时又要实现汽车减重,现多数商用汽车制造商开始采用高强度轻重量的热成形零部件。然而根据热成形件质量的要求,需要着重考虑加热过程中的几个关键技术参数(温度均匀性,气氛保护,露点控制),并结合不同加热炉的结构特点,比较了相互的优缺点。结果表明,辊底式加热炉性能要优于多层箱式炉。     

铝合金复杂汽车零部件热成形-淬火一体化工艺参数优化

铝合金热成形-淬火一体化工艺将成形和热处理结合,能同时实现零件尺寸精度和性能的控制,是实现汽车轻量化的主要途径之一。但是在冲压成形尺寸相对较大、形状相对较复杂的铝合金板件时,依然存在各工艺参数难调试的问题。建立了AA6061铝合金的热变形统一黏塑性损伤本构模型,将其用于铝合金汽车B柱热冲压成形模拟,采用BP神经网络构建了工艺参数(板料成形温度,冲压速度,模具间隙)与成形性(最大减薄率,最大增厚率)之间的关系并结合遗传算法实现多目标优化,得到了AA6061铝合金热冲压的最佳成形工艺参数。优化之后,B柱的最大减薄率和最大增厚率分别从56.5%和14.2%降到了13.0%和10.0%,通过优化之后的工艺参数,制得了成形性良好、尺寸精度高的零件。结果证明了基于神经网络和遗传算法的热成形工艺优化方法的可行性和有效性。     

热冲压高强钢B1500HS的淬火-碳分配试验研究

为克服现行热冲压制件塑性较差的缺点,研究将淬火-碳分配(Quenching-Partitioning)工艺与热冲压工艺结合的可行性。通过热冲压高强钢B1500HS的全马氏体转变、QP一步法和QP两步法的热模拟试验、拉伸试验、显微组织观察等方法,研究了不同QP热处理工艺参数对材料性能的影响。结果表明,在合适的工艺参数下,QP一步法能获得恰当的马氏体和残留奥氏体组织,在基本保证热冲压制件超高强度的同时有效提高其伸长率,从而提升制件的综合力学性能。试验结果显示,与代表现行热冲压工艺的全马氏体转变相比,QP一步法提高强塑积约24%。     

淬火-碳分配-回火钢的低温组织和性能

Fe-0.25C-1.5Mn-1.2Si-1.5Ni-0.05Nb(质量分数,%)钢通过淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工艺抗拉强度可达1250 MPa以上兼具良好塑性(大于17%),显微组织为位错型板条马氏体、微合金碳化物和薄片状残留奥氏体。通过低温拉伸试验分析了Q-P-T钢在-85～25℃下的力学性能并采用透射电镜观察了试样在25℃和-85℃时拉伸前后的显微组织。结果表明,Q-P-T钢在-70～25℃时显示了良好的低温力学性能,仅当拉伸温度低于-70℃时试样塑性开始出现大幅下降;残留奥氏体在未变形前具有良好的低温稳定性,但在变形过程中会发生马氏体相变,产生相变诱发塑性(TRIP)效应,这是Q-P-T钢具有高强度和良好塑性的主要原因。     

淬火- 非等温碳分配下淬火温度对显微组织的影响

以低碳Si- Mn钢为研究对象,在MMS- 300热力模拟实验机上,分析了在DQ&P（Direct quenching & Partitioning）工艺的非等温碳分配条件下,淬火温度对试样显微组织、残余奥氏体含量和残余奥氏体中碳含量的影响。结果表明：试样的显微组织由板条状马氏体、残余奥氏体及少量铁素体组成;在320 ℃较高的淬火温度条件下,马氏体板条边界变得不明锐且弯曲,同时,碳化物沉淀含量增加;残余奥氏体含量随淬火温度的升高先增加后减少,在240 ℃时达到最大值;残余奥氏体中碳含量随淬火温度先减少后增加。     

用于超高强度钢的淬火-碳分配-回火(沉淀)(Q-P-T)工艺

为进一步提高钢的强度,改造淬火-碳分配（Q—P）工艺,在超高强度钢的成分设计中加入碳化物形成元素Nb或（和）Mo,使在马氏体基体上析出碳化物,提出淬火-碳分配-回火（沉淀）（Q—P—T）工艺。将按设计超高强度钢大致成分的钢进行Q—P—T处理后,得钢的抗拉强度高达〉2000MPa,总断后伸长率〉10％。和迄今发展的各类含碳小于0．5％钢的综合力学性能相比,Q—P—T钢可能成为优异的超高强度钢。     

冲压件热成形淬火过程数值模拟

随着超高强度钢板在汽车制造中的应用,在高温下成形板料并迅速冷却来得到高强度的冲压件的成形方法得到了广泛的研究.对板料热成形的力-热-相变耦合过程进行了研究,通过混合定律描述了应变本构模型及应力模型.在此基础上,以U型等截面件为研究对象,运用热-力-相变耦合有限元方法对22MnB5钢板热成形及成形后的淬火过程进行了模拟,分别分析了在水冷和空冷以及随模冷却后零件的形状变化和最终硬度.     

弹体热成形工艺及模具设计

介绍了榴弹弹体成形工艺及模具设计过程、设计方法、设计技巧,列举了典型模具的设计实例,提出了模具设计中的常见问题及解决的途径和成功经验。     

两种车轮压轧线成形工艺的对比分析

介绍了马钢火车车轮“三机组”新压轧生产线装备及工艺概况，对比分析了马钢新、老压轧线热成形工艺特点．并预测了火车车轮热成形工艺的发展趋势。     

热挤压成形GH3625合金管材组织及裂纹形成机理

通过对比热挤压成形管材和爆裂管材的组织以及对爆裂管材裂纹和断口的分析,研究了热挤压成形GH3625合金管材的组织及裂纹形成机理。结果表明:爆裂管材与成形管材的组织均为等轴晶,但爆裂管材的开裂使晶界处的应力集中得以释放,其组织中并没有形成变形孪晶,在管材径向方向上也不存在晶粒尺寸不均匀的现象。挤压比过高导致管材在热挤压过程中绝热升温严重,使低熔点的Laves相熔化并扩散到周围基体中,是裂纹形成的根本原因。在模具出口处高拉应力的作用下,这些裂纹不断扩展最终连接在一起,导致管材的爆裂现象。由于断口表面冷却速率较高,组织通过奥氏体区的时间较短,再结晶形核核心多且晶粒长大过程受阻,使断口表面形成了一层十分细小的再结晶晶粒。     

镁合金新型成型工艺与应用

镁合金因其质轻引起了材料工作者浓厚的兴趣,而镁合金成形技术一直是制约镁合金产品应用的瓶颈.基于此,本文阐述了国际上一些先进的新型成形技术和最新的发展,以及镁合金在各领域中的应用.     

钢球毛坯热锻成形工艺设计与分析

针对钢球毛坯热锻成形的变形特点,分析了钢球毛坯热锻成形后的常见缺陷及其产生原因.以在JB31-160压力机上加工公称直径27.5mm钢球毛坯为例,分析了钢球毛坯压力机热锻成形的模具结构特点.从合理设计钢球毛坯锻件图开始,对钢球毛坯进行了有关工艺参数计算,确定了热锻钢球毛坯模具工作的部分尺寸,提出了钢球毛坯压力机热锻成形工艺设计的新方法.生产实践表明,该新工艺能显著提高热锻成形钢球毛坯的质量,降低锻件废品率,提高模具使用寿命.     

热轧酸洗低碳钢成形缺陷分析

通过金相组织分析和扫描电镜断口分析,结合用户反馈的热轧酸洗低碳钢SPHD制作车轮轮辋后开裂的现象,找到了引起开裂的原因:精轧期间,热轧酸洗板因终轧温度过低,轧制过程中发生γ→α转变,从而形成混晶缺陷,影响了钢板的成形性能,无法满足车轮制作过程的复杂变形,在轮辋成形过程中形成初始裂纹,并随着车轮加工过程逐步扩展。考虑表面质量对生产工艺的要求,采用综合优化措施改善热轧酸洗板边部混晶问题,优化后轧制边混晶缺陷明显改善。     

护环热成形短流程工艺的研究

针对目前护环制造工艺流程长、质量难以控制等问题,通过分析热成形技术,提出了几种护环复合成形新工艺.     

液压缸体两端摩擦热成形工艺的研究

对缸体两端采用摩擦热成形,可实现自身封口,从而省去两处密封,杜绝泄漏,增强刚度,优化结构,并延长使用寿命。     

热变形+Q&P工艺处理钢的微观组织和硬度

在Gleeble-3800热模拟试验机上对一种低碳CrNi3Si2MoV钢进行了热变形+Q&P和Q&P两种工艺处理,探讨热变形对Q&P钢微观组织和硬度的影响,用SEM和TEM进行微观组织表征,用X-Ray测量残留奥氏体体积分数.结果表明,与Q&P工艺处理的样品相比,热变形+Q&P工艺处理的样品残奥量提高8.1％,抗拉强度降低60 MPa,断后伸长率提高2.4％,热变形导致晶粒细化同时引入大量位错,利于提高Q&P工艺钢未转变奥氏体的稳定性,从而提高残留奥氏体量.热变形+Q&P工艺处理样品中,由于大量碳扩散到残留奥氏体中,导致钢的强度略有降低,而残奥量及其稳定性较高,其TRIP效应更明显.