中频感应加热中温轧制成形工艺及其应用

介绍应用中频快速感应加热方法对弹簧钢、轴承钢、工模具钢等冷变形抗力大的材料及某些异型材在再结晶温度以下进行温轧的成功经验。利用快速加热还可对轧后需保持原有组织和特性的材料进行轧制。     

高强度弹簧钢丝的感应加热处理

高频感应加热技术自1916年应用于工业生产以来已有数十年历史。最初它只是作为表面热处理技术［1］，用以提高机械零件的耐磨性和抗疲劳性能。例如大型齿轮经高频加热表面处理可得到较厚的硬化层，提高耐磨性，而且变形小。近年来鉴于节能、降低生产成本、提高产品质量等要求，高频感应加热处理技术的应用范围不断扩大。同时电子技术的迅速发展也使高频热处理设备实现完全自动化。感应加热技术在弹簧钢生产中的应用便是一个成功的实例。螺旋弹簧可用不同的弹簧钢丝用热成形和冷成形法制造。由于对弹簧的质量、使用应力和精度的要求的不断提…     

50CrMnV弹簧钢脱碳影响因素分析

主要研究了不同加热温度、不同保温时间对50CrMnV弹簧钢氧化脱碳的影响,为制定大生产加热制度提供了理论依据。试验结果表明：在两相区770 ℃附近加热,试样表面产生明显全脱碳层,当温度达到870 ℃时,全脱碳层消失。随着保温温度的升高和加热时间的延长,总脱碳层深度逐渐增加,当温度达到1 120 ℃时,出现全脱碳层,达到1 170 ℃以后,脱碳层深度不再明显增加。为保证脱碳层要求,大生产采用快速加热,加热炉均温区采用1 020 ℃以下温度加热,可满足无全脱碳层,总脱碳层深度不大于0.2 mm的要求。     

弹簧钢脱碳优化控制实践

脱碳层的厚度是评价弹簧钢性能的一个重要指标。中天特钢第六轧钢厂双蓄热高炉煤气加热炉受烧嘴形式所限,在炉内很难获得均匀可控的炉内气氛,同时受限于粗轧机的生产能力无法采用低温加热工艺来抑制弹簧钢表面脱碳。文章在分析弹簧钢产生脱碳的原理的基础上,通过确定更优的加热温度、调整加热炉的相关参数、控制加热时间等手段控制弹簧钢在加热过程中脱碳层的产生,并取得了较为理想的效果。     

60Si2Mn弹簧钢表面脱碳理论及试验研究

通过表面脱碳热力学、动力学分析,采用菲克第二定律对钢坯表面脱碳层深度进行预测,建立弹簧钢脱碳层深度理论值计算模型,研究了保温时间、加热温度对60Si2Mn弹簧钢脱碳层深度的影响,并对弹簧钢完全脱碳机制进行分析,计算出60Si2Mn弹簧钢产生完全脱碳层深度最大时的温度。同时,利用实验室加热炉对60Si2Mn弹簧钢钢坯进行加热,采用金相法测量脱碳层厚度。结果表明:60Si2Mn弹簧钢总脱碳层和完全脱碳层深度与加热时间的平方根成正比;在空气气氛中,60Si2Mn弹簧钢存在最小脱碳条件,最小脱碳条件温度范围为900~1000℃,脱碳层深度在0.01~0.12 mm之间。     

异型焊接接头局部焊后热处理

为研究和描述非对称传热焊接接头局部焊后热处理温度场特征,提出了异型焊接接头的概念,并根据热传导方向的不同,将异型焊接接头分为横向单向导热、横向双向导热、横向和纵向导热3种类型。与对称传热焊接接头温度场比较,异型焊接接头局部焊后热处理时,加热区域最高温度偏移加热装置的中心,均温范围变小,第三类异型接头还存在纵向温度梯度、局部区域温差剧烈等特征。为了改善异型焊接接头温度分布,提出并开发了温度补偿法和功率补偿法两种焊后热处理工艺,并从加热装置的设置、温度测点的布置和工艺参数的选择等方面概括了两种工艺的要点,以实例说明了两种工艺在工程上的应用。     

塑料模加热功率的计算

在众多的塑料成型方法中有不少方法,如注射成形、压制成形、挤胶成形、热成形等,都有模具的加热和模温控制的问题。要对模具加热和控温,必须进行精确的加热功率计算。如加热功率计算不准确,会给模具的设计带来很大的麻烦。计算功率过大,则势必增大模具体积,提高模具成本和加工难度,计算功率过小,则会影响生产率和降低加热器的寿命。因此,对模具加热功率进行精确计算,将为加热方式和加热器的选择,生产效率的提高和模具设计等,提供可靠的保证。     

铁路扣件用含铌弹簧钢感应加热淬火的组织与性能

研究了含铌弹簧钢扣件感应淬火和空气电阻炉加热淬火的显微组织及硬度分布特点。结果表明：感应加热可以改善试验钢的组织均匀性,避免空气炉加热过程中出现的表面脱碳现象;含铌弹簧钢适宜的感应淬火温度为1000℃。     

加热工艺对SUP6弹簧钢连铸坯成分偏析影响的研究

以SUP6弹簧钢为研究对象,评定了热轧带钢的带状偏析级别,对比分析了现场加热前后的连铸坯偏析情况,研究了不同加热温度和保温时间对连铸坯偏析的影响。结果表明,SUP6弹簧钢连铸坯的中心部位存在成分偏析,并遗传到热轧带钢中,形成带状组织。热轧前的加热工艺有利于偏析情况的减轻。综合考虑,SUP6弹簧钢较合适的轧前加热制度为温度是1000℃,保温30 min。     

中碳弹簧钢加热过程脱碳特性的试验研究

用金相显微组织法对比研究了Si-Mn系弹簧钢与Cr-V系弹簧钢在相同加热条件下的脱碳行为．分析了加热温度和保温时间对中碳弹簧钢脱碳层深度的影响，为建立完善的生产高强度优质弹簧钢的加热制度提供了理论依据。结果表明，在相同的保温时间下，Si-Mn系试验钢的全脱碳层深度在900℃出现最大值，其总脱碳层深度也存在着一个敏感温度（1100℃）；而Cr-V系试验钢在加热温度超过950℃时，全脱碳层深度变化很小，其总脱碳层深度在950～1000℃会有所降低，但超过1000℃会显著增加。无论是等温还是等时间热处理工艺条件下，由于合金元素的作用，Cr-V系弹簧钢脱碳敏感性明显低于Si-Mn系弹簧钢。     

弹簧钢60Si2Mn温锻工艺参数的研究

压紧杆是压路机一个重要零件，它所用材料是弹簧钢６０Ｓｉ２Ｍｎ。用自由锻制毛坯后机加工制造的压紧杆全用寿命极低；改用温锻后，其寿命增加３０％，成本降低２／３。     

Nb-V微合金化对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳的影响

研究了Nb-V复合微合金化、加热温度和保温时间对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳行为的影响,并运用Fick第二定律讨论了脱碳层深度与温度、时间之间的定量关系,探讨了Nb-V降低60Si2MnA表面脱碳敏感性的机理。结果表明,等温处理或等时处理,60Si2MnA的脱碳层深度的实测值和基于扩散方程的计算值具有较好的一致性,Nb-V复合微合金化可以明显降低弹簧钢60Si2MnA的脱碳敏感性。     

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某公司生产Ф130mm的4Cr5MoSiVl钢锻材,低倍检验有裂纹,裂纹位于横向试料的边缘。检验分析结果表明：1）裂纹是由缩孔未切净造成;2）钢材的边缘也可出现缩孔。钢材产生的缩孔偏离中心是由于钢锭在加热时存在阴阳面、切除冒口时错位及锻打时变形不均匀。     

高强度预应力钢棒感应加热过程的数值分析

采用非线性铁磁性材料的电磁场和温度场模型,对高强度预应力钢棒热处理生产线的感应加热过程进行了数值分析。结果表明,数值分析的结果与实际生产线测量得到的钢棒表面温度曲线十分吻合。在此基础上,详细分析了影响加热效率和温度均匀性的主要因素为加热电流频率和感应线圈载荷电流强度。     

Cr含量和加热温度对高铁弹条用60Si2Mn弹簧钢脱碳层的影响

通过提高高铁铁轨扣件系统中的弹条用60Si2Mn弹簧钢中的Cr元素含量,分析了不同加热温度下钢的脱碳情况,研究了Cr元素以及加热温度对60Si2Mn弹簧钢脱碳层组织形貌及厚度的影响。结果表明,Cr元素含量提高至0.35%后,弹簧钢在不同加热温度下的脱碳层厚度都有明显减少,当加热温度在900 ℃以上时只存在部分脱碳现象,且脱碳层厚度随着加热温度的升高而增加。     

55SiCr弹簧钢中的残留奥氏体与碳化物

通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热膨胀仪、洛氏硬度计等手段研究了弹簧钢55SiCr的组织和相变点以及残留奥氏体和碳化物在热处理过程中的组织演变。结果表明:55SiCr弹簧钢淬火后残留奥氏体以块状分布在基体上;随回火温度的升高,残留奥氏体减少并呈粒状和薄膜状分布;C在残留奥氏体中富集,使其稳定性增强;Si抑制了碳化物的析出,提高了残留奥氏体的稳定性。低温回火时,Si延缓了渗碳体析出;高温回火时,C原子扩散速率提高,促进渗碳体析出,引起体积的收缩。慢速加热回火时,C有足够的时间扩散,从而促进渗碳体的形成,使渗碳体的形成温度提前;快速加热回火时,C来不及扩散,抑制了渗碳体的析出。回火加热速率一样时,试验钢的硬度随回火温度的提高而下降。当回火温度为400 ℃时,硬度值最大为51 HRC;当回火温度为650 ℃时,硬度值最小为37 HRC。当加热速率为0.1 ℃/s时,硬度值最小为33 HRC;当加热速率为200 ℃/s时,硬度值最大为40 HRC。     

20Mn2钢棒低温冲击不合格原因分析

通过对20Mn2钢棒取样进行化学成分分析、断口检测和硬度测试,以及金相组织观察,结合钢棒锻造加热工艺对成品钢棒低温冲击韧性不合格的原因进行分析。结果表明,由于锻造加热温度过高或时间过长,使钢棒金相组织中出现铁素体型魏氏体及过热组织,在后续正火热处理时又未能完全消除,这是导致成品钢棒低温冲击不合格的主要原因。     

回火温度对42CrMo钢棒感应调质组织及力学性能的影响

以42CrMo钢棒为对象,使用中频感应加热进行调质处理,研究了不同回火温度(500、550、600、650及700 ℃)对42CrMo钢棒组织及力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,42CrMo钢的显微组织均为回火索氏体,碳化物由不均匀分布细针状逐渐转变为短棒状,长宽比减小。随着回火温度升高至600 ℃,碳化物转变为弥散分布的颗粒状,650 ℃时颗粒状碳化物出现偏聚,700 ℃时回火索氏体快速粗化,硬度、抗拉强度与屈服强度呈现连续下降趋势,断后伸长率与断面收缩率呈连续小幅度上升趋势。     

回火温度对V150钻杆钢的强韧性匹配的影响

对V150钻杆钢进行了系统的回火温度优化试验,大幅度提高了钻杆钢的冲击韧性。并通过第二相析出物的形态及数量统计,对钻杆钢的强韧性匹配规律进行了微观机理解释。结果表明,在回火温度的拐点温度以下,钻杆钢在保持V150钢级基础上,冲击韧性随回火温度升高提高了近50%。随着回火温度的升高,第二相粒子的体积分数先升后降,为钻杆钢保持高强度级别提供了优化空间,而第二相粒子由棒状趋于球化和材料基体的逐渐软化,是韧性提高的主要原因。