30CrMnSiNi2A钢螺纹零件局部感应回火工艺

对30CrMnSiNi2A钢螺纹试验件进行了局部感应回火工艺研究,对比研究了不同预处理(等温淬火+低温回火和真空油淬+低温回火)和不同感应回火工艺(单段式加热、两段式加热、两段式加热+移动补温)对工件回火后硬度分布的影响。结果表明,等温淬火+低温回火和真空油淬+低温回火后试验件的硬度和显微组织差别不大。由于集肤效应和端部效应,单段式感应加热会使试验件内部产生较大的径向和轴向硬度梯度,而两段式加热法可通过增设一段均温时间以消除集肤效应所造成的径向硬度梯度,通过感应器移动补温可消除端部效应所导致的轴向硬度梯度。两段式加热+移动补温的感应回火工艺可使试验件螺纹端头的硬度达到要求,并获得均匀的硬度分布。     

30CrMnSiNi2A钢螺钉断裂分析

固体火箭发动机燃烧室壳体进行水压爆破试验,未到规定的破坏压强时,喷管固定螺钉即发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度检测、氢含量测定及改进措施验证,确定了螺钉断裂性质和原因。结果表明：螺钉的断裂性质为氢致脆性断裂,断裂原因并非由于氢含量过高,主要是由于螺钉材料的抗拉强度偏高,增大了螺钉的氢脆敏感性。将螺钉的热处理规范由常规热处理改为等温淬火工艺后,螺钉的氢致脆性断裂得到了有效预防。     

30CrMnSiNi2A钢轴类零件感应热处理的数值模拟

利用Comsol软件对30CrMnSiNi2A钢的感应回火进行了模拟,利用控制变量法研究了感应加热过程中电源频率、电流以及线圈的结构和尺寸参数对工件内部温度均匀性的影响。结果表明,电流强度和电源频率越大,工件在感应加热过程中的升温速率越大,最终平衡温度越高,但其径向/轴向温差越大。线圈的匝数越多,工件的升温速率和径向/轴向温差越大,最终平衡温度越高。线圈半径的变化仅会对工件端部的升温速率产生影响,线圈半径越小,工件端部的升温速率越快,轴向温差越小。线圈截面外径和壁厚的变化对工件感应加热过程中的温度场没有影响。根据模拟结果的对比分析,提出了一种采用分段加热法与增设导磁体相结合的方法,对感应回火系统进行了优化。通过优化设计可使工件在感应加热过程中的径向温差基本消除,使轴向温差小于10℃。     

30CrMnSiNi2A钢真空等温淬火工艺研究

通过对材料进行真空等温淬火和盐浴等温淬火系列对比试验,研究了等温温度对30CrMnSiNi2A钢的表观质量、金相组织和力学性能的影响,获得了30CrMnSiNi2A钢真空等温淬火的工艺参数。     

钢的感应加热回火

本文对比了改善感应淬硬零件性能的自回火法和感应回火法，同时也评述了感应回火的优点。     

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通过对30CrMnSiNi2A电渣钢低倍点偏缺陷部位取样进行高低倍观察及能谱分析,结果表明,点偏位置富集碳、氧元素,认为点状偏析产生过程是由于电渣熔炼过程中,气体在金属熔池缓慢上浮.随着结晶过程的进行,钢中气体过饱和析出,因钢液黏稠而未能及时上浮,引起偏析元素局部积聚,形成点状偏析.最终找到解决该钢点偏形成的较为理想的电渣控制方式.     

30CrMnSiNi2A钢壳体毛坯的温挤压成形工艺研究

针对30CrMnSiNi2A超高强度钢制壳体毛坯的结构特点和材料工艺特性，对该壳体毛坯的温挤压成形工艺进行了大量的试验研究；并采用“正交试验方法”对温挤压工艺参数进行了优化设计。经过理化检测和使用结果表明，采用温挤压工艺生产的30CrMnSiNi2A钢制壳体毛坯锻件完全满足壳体的使用要求，各项性能指标合格。     

30CrMnSiNi2A钢异质焊接及接头力学性能研究

以HTJ-3焊条为对比焊条，应用插销试验研究了HTG-1焊条焊接调质态30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性，分析了预热温度对冷裂纹敏感性的影响，测试了HTG-1焊条所焊接头的力学性能。结果表明：采用HTG-1焊条可以有效地降低该钢焊接冷裂纹敏感性；预热温度增加，抗冷裂效果更好。焊缝金属冲击韧度远大于母材，对试验温度不敏感，断口为韧性断口；焊接接头拉伸试样断裂于焊缝，强度远低于母材。     

30CrMnSiNi2A接头裂纹失效分析

针对接头出现裂纹问题,通过化学成分检测、硬度检测和强度校核等对其材质和设计进行分析,同时运用显微分析、金相检验等方法对腐蚀原因进行讨论。最终结果表明其材质和设计均符合要求,心部的金相组织和硬度检测结果无异常,均符合要求。断口表面有较严重的氧化腐蚀形貌,并且断口处裂纹侧壁有明显的脱碳现象,该处的硬度值也明显低于心部硬度,这说明裂纹产生于热处理之前,为锻造裂纹。     

超高强钢30CrMnSiNi2A的冷裂纹插销试验研究

对超高强钢30CrMnSiNi2A抗冷裂纹能力进行了大量的插销试验，结果表明：在退火和调质两种热处理状态下，熔合区是对冷裂纹最敏感的区域；同时发现采用光滑插销试样评估超高强钢抗冷裂纹能力的尝试是可行的。     

30CrMnSiNi2A钢件的焊接工艺研究

对30CrMnSiNi2A钢在最终热处理(淬火+低温回火)状态下采用手工电弧焊与TIG焊的综合焊接工艺进行焊接,只要焊接规范合适,就可以使焊缝热影响区的软化程度较轻.且可以得到性能良好的细小索氏体+屈氏体组织,焊缝的综合力学性能较高,完全能满足使用性能要求,可以用作应急维修.     

热处理对30CrMnSiNi2A钢组织与动态性能的影响

从30CrMnSiNi2A钢弹体取六块材料进行不同热处理,对热处理后的材料进行了金相分析,讨论了热处理对其组织的影响。从中选取三组材料,利用SHPB动态测试装置,对三组材料进行了高应变率动态冲击实验。结果表明,不同热处理后的钢屈服强度均随应变率增加而增高,同一应变率下,第一组试样屈服强度值最低,其余两组随回火温度降低屈服强度增高,通过对冲击后的断裂试样进行微观组织观察,得出860℃淬火600℃回火的材料综合性能最佳。     

Microstructure and fracture toughness of electron beam welded joints of 30CrMnSiNi2A steel

Two post-weld heat-treatments ( PWHT) , 900℃ oil quenched and low temperature tempered (PWHTA) and high temperature tempered and then 900~C oil quenched and low temperature tempered ( PWHTB ) , are employed to treat the weldment. Then the effect of two post-weld heat-treatment processes on the microstructure, mechanical properties and fiacture toughness of electron beam welded joints of 30CrMnSiNt‘2A steel have been discussed. The results show that, after two kinds of PWHT the microstructure and hardness at every zones of EBW joints are nearly same. Although the welds have good mechanical properties, fiacture toughness of both weld and heat-affected zone (HAZ) is low, the CTOD values of welds are comparatively higher than that of HAZ. Microstructure and fiacture toughness of two EBW joints have no evident differences.     

表面加工对30CrMnSiNi2A钢疲劳性能的影响

对 30CrMnSiNi2A钢采用粗磨削、精磨削、振动光饰、振动强化和喷丸强化等不同的表面加工方式获得了不同的表面状态 ,研究了不同表面加工条件下的表面粗糙度、表面残余应力对其疲劳性能的影响。结果表明 ,30CrMnSiNi2A钢的疲劳性能对表面状态敏感 ,其中喷丸强化可使疲劳寿命在相同的应力 (90 0MPa)条件下由粗磨削的 3 16× 10 3循环周次提高到 3 31× 10 5循环周次     

30CrMnSiNi2A钢异质焊接及接头力学性能研究

以HTJ-3焊条为对比焊条,应用插销试验研究了HTG-1焊条焊接调质态30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性,分析了预热温度对冷裂纹敏感性的影响,测试了HTG-1焊条所焊接头的力学性能。结果表明:采用HTG-1焊条可以有效地降低该钢焊接冷裂纹敏感性;预热温度增加,抗冷裂效果更好。焊缝金属冲击韧度远大于母材,对试验温度不敏感,断口为韧性断口;焊接接头拉伸试样断裂于焊缝,强度远低于母材。     

消除应力回火对30CrMnSiNi2A真空电子束焊接头组织和力学性能的影响

针对30CrMnSiNi2A超高强度钢结构件真空电子束焊后消除应力回火工艺,开展了重复回火对锁底焊接接头最终热处理状态的组织与力学性能影响研究。试验结果表明,焊接零件分别经过一次、三次消除应力回火,其最终态拉伸性能与直接最终热处理30CrMnSiNi2A原材料相比有少量提升,同时焊缝的拉伸性能略高于母材;原材料、一次消除应力焊件、三次消除应力回火焊件终态显微组织均为板条状马氏体,除组织均匀性和马氏体形貌略微变化外,无显著的组织及成分差异;相比于母材的疲劳极限,一次消除应力回火接头疲劳极限降低了11%,三次消除应力回火接头疲劳极限降低了18%。创新点：(1)掌握了消除应力回火对接头拉伸性能和疲劳性能的影响规律。(2)结合微观组织分析,对影响机理进行了研究。