GCr15轴承钢韧性断裂阈值研究

在金属韧性断裂的数值模拟中,韧性断裂准则阈值的选取对模拟结果的精度有非常大的影响.通过对GCr15棒材试样进行单向拉伸、压缩试验,得到材料应力应变曲线及最大断面收缩率.通过有限元计算获得了三种常用韧性断裂准则的材料断裂阈值,研究结果可供进行GCr15轴承钢断裂模拟研究时应用.     

基于多尺度晶体塑性有限元的GCr15轴承钢拉-压不对称性研究

将应力三轴度引入晶体塑性本构模型,从宏、细观尺度阐明了造成GCr15轴承钢拉-压不对称性的原因.首先,拓展晶体塑性本构模型,在滑移系中引入应力三轴度对屈服准则和流变准则的影响.其次,采用了基于代表性体元(RVE)的多尺度晶体塑性有限元仿真模拟,对GCr15轴承钢的准静态单向拉伸和压缩试验进行了数值实现.研究结果表明,由...     

环件冷辗扩中材料的本构关系

对弹塑性材料拉伸试验进行假设,选取能够符合冷辗扩本构特征的兰伯-奥斯古简化模型,根据拉伸试验国家标准,对4组冷辗扩用轴承钢GCr15作拉伸试验,基于拉伸试验结果,采用数值拟合的方法得到了适合于环件冷辗扩弹塑性有限元计算的本构方程.     

金刚石刀具低温硬车削轴承钢的表面残余应力研究

应用CVD金刚石刀具,在低温CO2冷却下,进行GCr15轴承钢的低温硬车削试验,分析GCr15轴承钢加工表面残余应力的分布规律,探讨切削速度、进给量以及切削深度等切削参数对表面残余应力的影响.结果表明:在试验参数范围内,GCr15轴承钢的加工表面残余应力均为残余压应力,随着切削速度和进给量的增大,周向和轴向最大残余应力...     

新型高强轴承钢的热压缩变形行为与热加工图

以自行开发的贝氏体轴承钢为研究对象，采用热模拟试验机在变形温度900～1 200℃、应变速率0.01～5 s^-1条件下进行单道次热压缩试验，研究了该钢的热压缩变形行为，基于真应力、真应变数据，建立热变形本构方程，并绘制热加工图。结果表明：当变形温度不低于1 000℃、应变速率低于0.1 s^-1时，试验钢在热压缩过程中的动态再结晶较明显。在相同应变速率下，变形温度越高，峰值应力越小，到达峰值应力的真应变也越小；在相同变形温度下，应变速率越大，峰值应力越大，达到峰值应力的真应变也越大。试验钢的变形激活能为479.119 kJ·mol^-1,明显大于传统GCr15马氏体轴承钢，说明在相同变形温度下试验钢更难以变形。试验钢适宜的热加工区间为变形温度900～1 100℃、应变速率1.4～2 s^-1。     

6063铝合金在不同应力状态下的变形及损伤行为

用平板拉伸、缺口拉伸、剪切试验结合断口形貌观察及有限元模拟等方法,对6063铝合金在三种不同应力状态下的变形及损伤行为进行了研究.结果表明:在不同应力状态下该合金的变形及损伤行为存在明显的差异,剪切时材料的断裂应变远大于平板和缺口拉伸时的,而缺口拉伸时材料的屈服强度及峰值应力大于平板拉伸时的;平板拉伸时试样为拉剪混合型断裂,断口由一定比例的韧窝和剪切平面组成;缺口拉伸时试样有明显的颈缩,断口以韧窝为主;剪切断口以剪切平面为主;损伤行为的有限元模拟结果与试验结果吻合较好.     

GCr15SiMn轴承钢热处理的计算机控制系统设计

基于PLC控制技术和触摸屏技术,设计了GCr15Si Mn轴承钢热处理温度与工艺控制系统,并进行了试验验证。结果表明,GCr15Si Mn轴承钢热处理温度与工艺控制系统显著改善了轴承钢的显微组织及其力学性能。与无控制系统的热处理GCr15Si Mn轴承钢相比,采用控制系统的热处理GCr15Si Mn轴承钢的抗拉强度增加174MPa、冲击吸收功增加11J。     

金属材料低周疲劳生热的有限元数值模拟

由于热弹塑性效应的存在,使得材料在低周疲劳载荷作用下发生的力学变形将导致材料温度发生变化,因而可通过观测温度变化判明材料的累积疲劳损伤。基于此,采用叠加各向同性强化模型的非线性随动强化模型作为循环载荷下的材料力学本构模型,以有限元软件ANSYS为平台,对SS304不锈钢平板试件在控制应变循环载荷作用下的热弹塑性效应进行数值模拟,着重分析一个载荷周期内导致材料温度发生变化的各种机制。结果表明,在一个载荷周期内,若材料处于弹性变形范围内,则引起材料温度变化的只有弹性拉伸和弹性压缩两种机制,且弹性拉伸引起温降,弹性压缩引起温升;若材料处于弹塑性变形范围内,则塑性拉伸、弹性压缩和塑性压缩导致材料温度上升,弹性拉伸导致温度降低。在整个载荷周期内,热弹性效应导致材料温度发生波动,热塑性效应导致材料平均温度升高。此外,若将材料温度的变化信息叠加到应力-应变变化的信息上,还可判明材料的屈服强度以及材料在载荷作用下所处的应力状态,如弹性拉伸、塑性拉伸、弹性压缩以及塑性压缩等状态。     

轴承钢的接触疲劳性能研究

对国产GCr15、美国AISI52100、日本SUJ2轴承钢进行了低温回火处理,并测试了其力学性能,同时在球棒试验机上考察了3种钢的接触疲劳磨损性能。结果表明:经回火处理后3种钢的强度、硬度、冲击韧性等力学性能差别不大,而日本SUJ2轴承钢、美国AISI52100轴承钢的接触疲劳特征寿命分别为GCr15轴承钢接触疲劳特征寿命的1.83倍和1.66倍。其主要原因是:相对于美国AISI52100轴承钢、日本SUJ2轴承钢而言,国产GCr15轴承钢中的A类硫化物夹杂含量更多、链更长、更宽,且其D类铝酸钙复合夹杂物含量更多。     

冷变形工模具钢强度、塑性、韧性及冲击疲劳抗力的研究

本文选用冷变形工模具钢T8、T10、GCr15、6CrW2Si、6Cr4Mo3Ni2WV 和W18Cr4V钢进行了拉仲、弯曲、扭转、压缩、断裂韧性和冲击疲劳试验。结果表明,各钢种在拉伸、弯曲、扭转和压缩状态下测得的屈服极限以及相应的拉伸断面收缩率(ψ)、抗弯塑性挠度(f_ρ),塑性扭转角(φ_p)和压缩相对变形量(ε)具有相同的变化规律,因此,冷变形工模具钢的强度指标应是不同试验方法测得的屈服极限,塑性指标应是ψ、fp、φ_P、和ε.冷变形工模具钢的韧性指标α_k 和K_(IC)主要反映了钢的塑性。从防止模具早期断裂的角度,冷变形工模具钢的主要失效抗力指标-冲击疲劳抗力可以根据相同应力状态下静载试验测得的屈服强度和塑性指标进行评定。     

基于热力耦合的磨削残余应力仿真与试验研究

基于淬硬轴承钢GCr15平面磨削试验,通过X射线衍射法对磨削表面残余应力进行测量。依据热弹塑性理论和Johnson-Cook塑性模型,建立了平面磨削有限元模型,研究了不同移动热源模型对磨削残余应力仿真结果的影响。结果表明,不同的热源模型对残余拉应力层的深度无显著影响,椭圆热源模型计算的残余应力与实验测量值最为吻合。     

不同回火GCr15轴承钢切削性能的研究

对GCr15轴承钢在区间温度200℃～800℃实施淬回火试验,并运用AdvantEdge FEM切削仿真软件,通过改变切削参数的方法,对不同回火温度下的GCr15轴承钢进行切削过程模拟研究。结果表明:随着回火温度提高,GCr15轴承钢的硬度、强度都下降明显,塑性和冲击韧性呈上升趋势;淬回火工艺对轴承钢GCr15切削加工性能的改善明显,切削力和切削温度大幅降低;回火温度为700℃时的轴承钢具有较优的切削性能。     

铸态GCr15SiMn轴承钢的流变应力本构方程

在Gleeb-3500型热模拟试验机上对铸态GCr15SiMn轴承钢进行热压缩试验,研究了变形温度(1 223～1 423K)和应变速率(0.1～10.0s~(-1))对流变应力的影响,观察了显微组织;采用基于TEGART和SELLARS等提出的Arrhenius方程,通过试验数据的拟合建立了试验钢的流变应力本构方程,并进行了验证。结果表明:在试验条件下变形时,试验钢的流变曲线均呈现出动态再结晶软化特征,提高变形温度或降低应变速率均可降低其流变应力;在应变速率1.0s~(-1)条件下,升高变形温度会促进试验钢的动态再结晶,同时也使晶粒长大粗化;在变形温度1 423K、应变速率0.1～1.0s~(-1)条件下,应变速率越大,动态再结晶晶粒越细;由建立的流变应力本构方程预测得到的峰值应力与试验结果的平均相对误差为0.393%,说明本构方程较准确。     

轴承钢的质量要求及其缺陷

1．对轴承钢的质量要求 滚动轴承要在拉伸、压缩、弯形、剪切、交变等复杂应力状态和高应力值之下,高速、长时间地工作。因此在生产过程中。轴承钢质量控制检验项目多。控制范围又窄,生产工艺严格、复杂,要求有一定的工装设备、检验手段和一定水平的技术人员及技术。为了保证轴承具有良好的性能和高的寿命。对轴承钢的质量要求如下：     

超低温处理工艺对轴承钢机械性能的影响

分析研究了淬火、回火状态的GCr15轴承钢经过超低温改性处理后,基体组织发生回火马氏体恒温脱溶相变,析出弥散、微细碳化物及残留奥氏体发生马氏体相变,经XRD检测,其残留量从9%降至2%左右.从而说明微观结构的转变引起了轴承钢机械性能的变化.采用优化的超低温处理工艺对GCr15钢制作的工模具进行处理,其使用寿命明显提高.     

轴承钢的质量要求及其缺陷

1．对轴承钢的质量要求 滚动轴承要在拉伸、压缩、弯形、剪切、交变等复杂应力状态和高应力值之下，高速、长时间地工作。因此在生产过程中，轴承钢质量控制检验项目多，控制范围又窄，生产工艺严格、复杂，要求有一定的工装设备、检验手段和一定水平的技术人员及技术。为了保证轴承具有良好的性能和较长的寿命，对轴承钢的质量要求如下：     

断裂力学在滚子轴承失效分析中的应用

该项目在进行中突破了一些难度较大的试验和测试方法,有些试验数据和建立的理论关系还是国内外首次进行的有益探索,对断裂力学在滚动轴承领域的测试和应用、滚动轴承产品的设计、零件的热处理工艺选择、应用及失效分析等都具有很大的指导意义。主要研究内容有：1．GCr15轴承钢热处理工艺与巴。、K,。、和da／dN关系的研究;测定了GCrls轴承钢在二十余种不同热处理工艺下的K;。、K,c、和da／dN。总结出了各种工艺下断裂力学参数间的规律,并对之进行了较深入的研究和探讨。2．GCr15轴承钢KIc与残余应力关系：测定了上述不同热处理…     

加载频率对钢铁材料超长寿命疲劳性能的影响

使用82 Hz轴向加载疲劳试验机和20 kHz非间歇式加载的超声疲劳试验机,对比研究了超声加载频率对轴承钢GCr 15和35CrMo超长寿命疲劳性能的影响.断口观察表明:82 Hz轴向加载和20 kHz超声加载的GCr15试样,在全应力幅范围既发生表面破坏又发生由夹杂物引起的内部破坏;而35CrMo试样在两种频率下均为...     

前保蒙皮塑料表征及在行人保护中的仿真应用

对保险杠塑料材料进行一系列的准静态和动态加载试验,获得不同应力下的力学性能曲线。基于LS-DYNA显示分析的方法,开发模拟塑料性能的187号材料模型,该模型屈服面是将拉伸、剪切、压缩和双向拉伸4个屈服试验点采用最小二乘法拟合得出,更适用于表征塑料材料的力学性能。将所开发的187号材料模型模拟动态拉伸、剪切、压缩和穿孔4项基本工况,并将仿真和试验结果进行了对标。最后将该材料模型应用于系统级的行人保护腿部碰撞中,验证了所开发材料模型的可靠性。     

硬态干式切削GCr15时的临界硬度

通过对不同硬度淬硬轴承钢GCr15的切削力、切削温度、已加工表面质量的切削试验研究,得到了被加工材料硬度对上述各量以及切屑形态、硬度、变形系数的影响规律,提出了临界硬度的概念,并得到了50HRC为区分硬态切削与普通切削GCr15的临界硬度.