高毂深孔类锻件模锻中心孔的凸台设计

介绍了在镍块锻模上采用活动凸台设计,锻制高深孔类锻件中心孔的模具设计方法。     

42CrMo大型厚壁钢管裂纹形成原因

采用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对42CrMo大型厚壁钢管裂纹性质及形成原因进行了分析。结果表明,该大型厚壁钢管内壁裂纹性质为淬火裂纹,其产生原因为厚壁钢管淬火冷却时,内外壁冷却速度不均。将淬火冷却方式改为立淬,及喷油循环冷却可避免淬火裂纹。     

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。     

42CrMo钢大型厚壁管裂纹形成原因分析

采用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对42CrMo钢大型厚壁管裂纹性质及形成原因进行了分析。结果表明,该大型厚壁钢管内壁裂纹性质为淬火裂纹,其产生原因为厚壁钢管淬火冷却时,内外壁冷却速度不均。将淬火冷却方式改为立淬,及喷油循环冷却可避免淬火裂纹。     

大型饼类锻件镦挤工艺应力场的数值模拟

对带凸台的大型饼类锻件,传统上先锻成光平锻件,然后通过切削加工制造成品。这种方法不仅容易在锻件心部产生层状裂纹,而且浪费了大量原材料和加工工时。为了克服传统工艺的不足,提出了漏盘镦挤工艺,对该工艺和传统工艺进行了对比数值模拟,分析了应力场的分布规律,为大型饼类锻件的生产提供了有益的指导。     

中碳Cr-Ni-Mo-V耐热高强钢大锻件淬火过程有限元分析

针对大型锻件存在组织不均导致淬火开裂的现象，采用DEFORM有限元软件对中碳Cr-Ni-Mo-V耐热高强钢大型锻件940℃淬火过程的温度场、应力场及组织场进行了数值模拟。结果表明，该中碳Cr-Ni-Mo-V耐热高强钢淬火过程中的锻件心部与表面温差超过600℃,内应力主要集中在台阶位置。根据模拟结果，实际锻件采用“水淬14 min+空冷10 min+水淬”的淬火工艺，可以在保证组织与常规水淬相似的前提下，极大地降低台阶位置的内应力，避免锻件淬火开裂。     

汽车高强钢锻件淬火开裂分析与有限元模拟北大核心CSCD

某汽车高强钢锻件在生产中面临淬火开裂问题,急需从生产工艺上回溯开裂原因。对淬火后的某汽车高强钢锻件进行解剖,观察了裂纹形貌、金属流线、微观组织和元素分布,发现断裂处材料流动极不均匀,锻造变形时剧烈的滑移和剪切是导致开裂的主要原因。模拟了某SAE5137H汽车高强钢锻件在浓度为9%的PAG淬火液(聚烷撑乙二醇质量分数为9%的水性淬火介质)中淬火的过程,发现淬火开裂位置的最大等效应力远低于材料的抗拉强度,淬火应力较小。综合裂纹分析的试验结果和有限元分析结果可知,该锻件锻造过程中材料流动不均匀,局部产生剧烈滑移,使材料塑性下降,虽然在锻造后未直接开裂,但在淬火热应力的作用下因塑性不足而导致开裂。根据开裂原因,将位置A开裂处预锻模膛局部凹模圆角半径减小至R8 mm,并对锻件位置B处局部加热,锻件淬火开裂比例显著下降,解决了开裂问题。     

盒形锁具外壳模锻缺陷分析及模具优化

针对智能锁具外壳模锻过程中出现的开裂问题,通过数值模拟分析了模锻过程中金属的流动规律,发现凸台处的开裂原因在于金属流入凸台型腔时,凸台心部金属流动速度快,凸台四周金属则因模具摩擦流动速度慢,从而在该处形成了挤压缩孔,并进一步发展成为向板厚方向深入的折叠,该折叠经模具压平后出现在锻件表面,其形状类似裂纹。在此基础上,提出了在凸台处冲孔和增大凸台斜度两种改进方法,来增大凸台处的充填阻力和减小凸台心部金属的流动速度。数值模拟结果表明,这两种方法都能有效避免缩孔、折叠和裂纹的产生,出于简化模具考虑,采用增大凸台斜度的改进方法。实际盒形锻件完好、无折叠缺陷。     

4140圆管锻件热处理裂纹检验分析

4140钢锭经过开坯锻造成圆筒锻坯,锻坯再经粗加工和热处理淬火后,部分锻件出现裂纹,为了分析缺陷原因,利用化学成分分析、力学性能检验、金相检验对4140圆筒锻件热处理裂纹缺陷进行了相关检测。结果表明,裂纹是在淬火过程中形成的,属于淬火组织应力裂纹,且圆筒锻件在淬火过程中形成裂纹的原因与圆筒原材料质量和圆筒的截面尺寸等因素有关。     

核压力容器用厚壁带大尺寸侧接管的一体化筒体制造技术

介绍了一种核反应堆压力容器用厚壁带大尺寸侧接管的一体化筒体制造技术。借助于数值模拟方法,设计并锻造出一支带对称凸台的厚壁筒体,在凸台位置机加工出预制孔,用于侧接管的定位和成形,通过专用冲型辅具,将锻造压力传递至接管冲头,完成接管的热挤压成形,最终实现了锻件的一体化近净成形,最大限度保留了锻造流线。性能热处理后,锻件各部位最终获得优异的力学性能。     

2Cr13钢异形模锻件淬火裂纹分析及热处理工艺优化

为解决一种2Cr13钢异形模锻件淬火回火后批次性表面开裂的问题,从复查工艺过程入手,通过计算机模拟工件淬火过程中表面应力状态变化,观察开裂工件显微组织及裂纹形貌,分析工件淬火开裂原因,并通过热处理试验验证了淬火制度对工件表层组织以及力学性能的影响。结果表明,2Cr13钢异形模锻件淬火后出现表面裂纹与锻件形状、淬火加热方式以及淬火温度有关,可通过增加锻件过渡区余量、采用到温入炉以及较低的淬火加热温度的方式降低淬火开裂风险。采用1000 ℃淬火,到温入炉作为产品优化后的热处理制度。     

转向节锻件枝丫结构淬火裂纹形成机理

通过对42CrMo钢转向节锻件宏观结构分析和裂纹区域微观组织分析,结合锻造、淬火工艺的数值模拟,研究了淬火裂纹产生的原因。结果表明,转向节形状复杂,截面变化剧烈,淬火时易在单枝与高耳结合部位产生应力集中,且该处的结构尺寸处于危险敏感尺寸范围内,导致更容易形成横向裂纹。同时金属流线方向与单枝长度方向平行并存在沿金属流线方向的夹杂,导致纵向力学性能低,易产生纵向裂纹。     

锻件内部脆性夹杂物边界无裂纹形成的应力条件

大型锻件内部脆性夹杂物边界裂纹是影响大型锻件疲劳寿命与冲击性能的主要缺陷。热锻变形下,脆性夹杂物周围区域的应力场是影响边界裂纹形成的主要因素之一。为研究应力场的影响,给出了平均球应力度的定义,借助平均球应力度研究了应力场对脆性夹杂物边界裂纹的影响规律。在Gleeble．3180热模拟试验机上,利用专门的试件和型砧进行了热压缩变形试验,在扫描电镜上观察试件内部脆性夹杂物边界裂纹的形成规律。试验表明,在1220℃进行压缩变形的条件下,当脆性夹杂物周围区域的平均球应力度的代数值小于-1．74时,脆性夹杂物边界无裂纹形成。     

TC21钛合金锻件淬火过程温度场及热应力场数值模拟

通过利用ANSYS有限元分析软件对TC21钛合金锻件淬火过程进行数值模拟,获得TC21钛合金锻件淬火不同时刻温度场分布及热应力场分布,以及锻件上所选节点温度、热应力随淬火时间的变化关系,并观察从锻件心部至边部的组织变化,研究冷却速率对组织变化的影响规律。结果表明,当淬火3600 s时,锻件表面已冷却至室温,而心部仍然保持较高温度;从锻件心部至表面冷却速度逐渐增加,并且越靠近表面,组织越细小。 淬火开始阶段,锻件各点热应力迅速升至最大值,随着淬火时间延长,锻件表面及心部热应力均逐渐减小,至淬火结束时,锻件最大残余应力仅为77 MPa。     

淬火残余应力对铝合金厚板裂纹应力强度因子及扩展趋势的影响

为探究淬火残余应力对铝合金厚板疲劳裂纹扩展的影响规律,建立7075铝合金厚板表面三维裂纹数值仿真模型。采用顺序热力耦合法求解淬火残余应力场,将残余应力场作为初始载荷条件求解裂纹应力强度因子,并与无残余应力场的应力强度因子值进行对比,研究两种条件下应力强度因子的分布规律和两者之间的异同;通过分析在初始淬火残余应力条件下不同半径裂纹受不同均匀拉应力荷载作用时的裂纹应力强度因子随裂纹位置角的演变曲线,探究淬火残余应力对裂纹扩展趋势的影响规律。结果表明,淬火残余应力的存在改变了铝合金厚板应力强度因子的分布规律和裂纹的扩展趋势,淬火残余应力使表层附近的裂纹扩展受到遏止,裂纹易于在厚度方向优先扩展。     

大型锻件热处理过程的数值模拟研究

在对大型锻件传热分析的基础上，建立了大型锻件的物理模型，对其温度场的变化规律进行了模拟计算，同时将模拟结果和试验结果进行对比分析，最后对26Cr2Ni4MoV钢电机转子的调质处理进行了模拟计算，从而说明了热处理过程的数值模拟方法的准确性和优越性，为进一步分析此类工件的组织转变和应力应变等奠定了基础。     

MC5轧辊辊颈表淬开裂原因分析

分析了MC5轧辊辊颈表淬裂纹形成的原因.通过减少锻造火次,合理控制锤击力和锻比,适当降低辊颈表面淬火温度,防止轧辊辊颈出现表淬开裂.     

大型5CrNiMo钢锤锻模具工艺改进

分析了大型锤锻5CrNiMo钢模具失效的原因.可知,在较大应力作用下,模具钢中的粗大疏松组织和非金属夹杂物等内部缺陷部位容易产生裂纹并扩展.对大型锤锻模具工艺进行改进,在原等温退火工艺之前,进行正火细化模具毛坯晶粒并且消除其网状、链状碳化物,再优化调质工艺可以减少热处理应力和避免模具发生裂纹.     

GCr15SiMn钢辊套开裂原因分析

GCr15SiMn钢辊套淬火后出现裂纹。通过金相试验、断口分析、化学成分分析等对辊套的开裂原因进行了分析。结果表明,辊套中的铸造缺陷是裂纹源,并在锻造中扩展,最终在淬火应力的作用下导致辊套开裂。