超大型矿用磨机高性能铸造齿轮钢的研究开发

通过成分设计、铸造试块制备及热处理试验,研究了热处理参数对ZG42Cr2Ni2Mo齿轮钢的硬度、组织和性能的影响。结果表明,经870℃油淬和560℃回火后,ZG42Cr2Ni2Mo钢试块硬度可达到HB 350以上,满足HB 340～380硬度要求;试块淬火及回火后为均匀回火索氏体组织,晶粒细小均匀;试块热处理后,屈服强度和抗拉强度分别可达到900MPa和1 000 MPa以上,且韧性优良。     

铸态30Cr2Ni4MoV钢动态再结晶行为研究

利用Gleeble-1500D热模拟机模拟高温镦粗,研究铸态30Cr2Ni4Mo V钢在1 000~1 250℃、应变速率为0.001 s-1~0.1 s-1变形条件下的热变形行为。通过对实验数据分析,得到了该钢的流动应力曲线,高温塑性本构方程,热变形激活能,建立了铸态30Cr2Ni4Mo V钢动态再结晶动力学模型和动态再结晶晶粒尺寸模型,为优化低压转子钢大锻件在高温条件下锻造加工工艺提供理论依据。     

Co对4Cr5Mo2V钢组织和强韧性的影响

采用OM、SEM、EDS、硬度测试、室温冲击及高温拉伸等方法研究了Co对4Cr5Mo2V钢的组织和强韧性的影响。结果表明:经1010 ℃淬火30 min,4Cr5Mo2V-Co钢未溶碳化物数量更多,马氏体板条更细;510~600 ℃回火时,4Cr5Mo2V-Co钢的回火硬度较4Cr5Mo2V钢高出1~2 HRC,但二者冲击性能相当;相同初始硬度条件下,4Cr5Mo2V-Co钢具有更高的高温强度,这是因为Co元素的添加促进了4Cr5Mo2V-Co钢二次硬化碳化物的形核速率,并能降低碳化物的粗化速率,从而提高了4Cr5Mo2V-Co钢的强度。     

锻造及热处理工艺对20CrMoH钢组织与性能的影响

针对20Cr Mo H齿轮材料应用在电动汽车和工程机械变速箱产品中的齿轮设计与制造问题,研究了锻造、热处理工艺对20Cr Mo H齿轮钢材料组织和力学性能的影响。通过锻造、预备热处理和渗碳淬火全过程的系统联动控制等工艺方法,对20Cr Mo H钢进行试验分析与研究。结果表明:将锻造比控制在4以内,且镦粗比≥1.5,拔长比≤2.5,可消除带状组织,有效改善材料组织和力学性能;选择正火温度区间为890~930℃,渗碳后直接淬火和二次淬火扩散碳势为0.70%~0.85%,强扩比为1∶1,可以得到良好的金相组织和力学性能,保证合理的硬度梯度分布,以满足20Cr Mo H钢的齿轮零件质量要求。     

SIMA法预变形工艺参数对100Cr6钢晶粒细化的影响

采用轴向多道次镦粗拔长工艺,研究了SIMA法预变形工艺中的锻造比和镦拔道次对100Cr6钢晶粒细化的影响。试验结果表明:随着锻造比和镦拔道次的增加,晶粒的平均直径逐渐减少,晶粒的细化效果越好,在锻造比为2.00,镦拔道次为3次时,试样心部晶粒的平均直径从274.1μm减小到25.0μm,减小了90.9%,试样边部晶粒的平均直径从293.4μm减小到23.1μm,减小了92.1%。;试样边部晶粒的细化效果优于心部晶粒,镦拔道次对试样晶粒的细化效果强于锻造比。研究结果表明,轴向多道次镦粗拔长预变形工艺对晶粒的细化效果显著,镦拔后可以获得晶粒细小的非枝晶坯料,且工艺简单,操作安全,是优良的预变形晶粒细化工艺。     

V和Nb及热处理工艺对20CrNiMo齿轮钢组织与性能的影响

通过添加微合金化元素V和Nb制备新型20Cr Ni MoVNb齿轮钢,研究了V和Nb的加入及热处理工艺对齿轮钢奥氏体晶粒长大趋势、硬度和力学性能的影响。结果表明,20CrNiMoVNb齿轮钢在奥氏体化温度为880～940℃时的晶粒都较为细小,而传统20Cr Ni Mo齿轮钢在相同奥氏体化温度下的晶粒尺寸相对较大,且20Cr Ni MoVNb齿轮钢在奥氏体化处理后的晶内和晶界都可见细小、弥散的Nb(C,N)粒子存在;20Cr Ni Mo和20Cr Ni MoVNb齿轮钢的适宜的奥氏体化温度分别为860℃和900℃;当回火温度为200℃时,20Cr Ni MoVNb齿轮钢的抗拉强度和屈服强度分别为1 368 MPa和1 157 MPa,冲击功为132 J,高于20Cr Ni Mo齿轮钢的力学性能使用要求,这主要与晶粒细化和第二相强化有关。     

新型盾构机刀圈用6Cr5Mo2V钢力学性能研究

抚顺特钢通过非真空感应+电渣重熔、精快锻联合成材生产出新型盾构机滚刀刀圈材料6Cr5Mo2V钢,通过实验得到了6Cr5Mo2V钢的淬火、回火曲线,研究了6Cr5Mo2V钢的横向及纵向力学性能。结果表明,6Cr5Mo2V钢经1,100℃淬火时硬度值最高,达到63.9HRC。选择热处理工艺1,050℃淬火、560℃回火时硬度为57.7～58.9HRC。6Cr5Mo2V钢纵向屈服强度及抗拉强度数值均高于横向数值,其中横向抗拉强度达到2,262MPa,纵向抗拉强度达到2,290MPa,横纵比98.8%。该材料能够满足盾构机刀圈所需的力学性能要求。     

4Cr5W2VSi模具钢的组织及力学性能

对经镦抜锻造的4Cr5W2VSi模具钢进行标准退火和调质处理,沿拔长方向(纵向)和垂直于拔长方向(横向)切取试样进行组织分析、拉伸试验、冲击试验和硬度测试,研究其组织和力学性能。结果表明:退火态组织为粒状珠光体+少量共晶碳化物,调质态组织为回火托氏体+少量共晶碳化物;两种状态均存在偏析,调质处理不能改善带状偏析,带状偏析降低了力学性能。退火态试样的屈服强度、抗拉强度比H13钢提高了45 MPa、90 MPa,塑性略有下降。退火态试样纵向冲击吸收能量为94.3 J,高于横向试样(51 J),存在各向异性;调质态试样纵向和横向冲击吸收能量分别为18.3 J和16.7 J,不存在各向异性,均为脆性断裂。调质态试样的硬度为退火态的3倍左右,其硬度提高是因为生成了脆性托氏体相及二次硬化作用。     

Q-P-T工艺对ZG26SiMnMoV钢组织和性能的影响

利用Q-P-T和Q-P工艺对ZG26Si Mn Mo V钢进行热处理,考察了ZG26Si Mn Mo V钢处理后的显微组织和力学性能。结果表明,ZG26Si Mn Mo V钢Q-P-T处理后的强度、硬度和显微组织都明显优于Q-P工艺,但塑性和韧性没有明显提高。在淬火介质温度40℃,碳分配温度为400℃,分配时间40 s的情况下,强度达到1100 MPa以上,硬度450 HB,伸长率接近10%,冲击吸收能量达到25 J。碳分配时间的延长在一定范围内将有利于塑性和韧性的提高。     

热处理工艺对新型高热稳定性热作模具钢组织与性能的影响

采用OM、SEM和硬度测试等手段,研究了热处理工艺对5Cr4Ni Mo2VCo钢和H13钢热作模具钢的组织及性能的影响。结果表明:在相同的淬火温度下,5Cr4Ni Mo2VCo钢的淬火硬度高于H13钢,随淬火温度升高,碳化物溶解较多,当淬火温度高于1030℃时,晶粒粗化速率明显增加,淬火温度应不超过1030℃;5Cr4Ni Mo2VCo钢的回火硬度均高于H13钢,两钢的二次硬化峰值温度均为510℃,5Cr4Ni Mo2VCo钢的二次硬化峰值硬度高出H13钢3.7 HRC;在高温阶段,5Cr4Ni Mo2VCo钢具有更好的回火稳定性。     

锻造工艺对Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr合金大规格棒材的组织与性能的影响

研究三种锻造工艺条件下 Ti?6.5Al?1Mo?1V?2Zr 合金大规格棒材的力学性能、微观组织和拉伸断口。结果表明：采用拔长方式在β区高温和低温分别进行开坯锻造和成品锻造,获得的棒材的组织为粗大的魏氏组织,力学性能特别是塑性差,室温拉伸断口为脆性断口;采用镦拔方式在β区高温进行开坯锻造,再采用拔长方式在α+β区进行成品锻造,获得棒材的组织为双态组织,具有最佳的综合力学性能,室温拉伸断口为塑性断口。要获得合格的 Ti?6.5Al?1Mo?1V?2Zr 棒材,关键是开在坯锻造阶段进行充分镦拔以破碎铸锭原始组织,并在成品锻造阶段控制锻造温度和变形量。     

喷丸强化对12Cr马氏体热强钢疲劳性能的影响

对12Cr马氏体热强钢1Cr12Ni3Mo2VN进行不同工艺的喷丸。研究了不同工艺产生的残余应力场分布和1Cr12Ni3Mo2VN钢室温及高温疲劳性能。结果表明,喷丸强度和表面覆盖率共同影响1Cr12Ni3Mo2VN钢残余应力场分布;1Cr12Ni3Mo2VN钢室温疲劳性能主要与喷丸强度有关,经过特定工艺喷丸后,室温疲劳性能提高了6倍;表面覆盖率对1Cr12Ni3Mo2VN钢室温疲劳性能影响较小,对高温疲劳性能具有明显的影响,经过0.12A、100%覆盖率喷丸后,高温疲劳性能提高了2倍,表面覆盖率升高将导致1Cr12Ni3Mo2VN钢高温疲劳性能下降,当覆盖率提高到400%,高温疲劳寿命基本没有提高,与原始试样相当。     

热处理对Cr12MoV锻造冷作模具钢性能的影响

以Cr12Mo V锻造冷作模具钢的力学性能为研究目标,分析了不同Al元素含量对Cr12Mo V锻造冷作模具钢强度和韧性的影响;选取了最佳Al元素含量下的Cr12Mo V锻造冷作模具钢作为试验用钢,研究了不同的热处理工艺对于Cr12Mo V锻造冷作模具钢的性能的影响。研究结果表明:Al元素含量为1.5%的试验钢的最佳热处理参数为等温退火工艺的升温温度870℃,降温温度760℃,淬火温度1000℃,硬度最高达到了289 HBW。     

常规奥氏体化后后续热处理对35CrNi3MoV钢组织与性能的影响

通过硬度测试、室温拉伸实验、低温冲击实验研究了常规奥氏体化后后续热处理对35Cr Ni3Mo V钢的组织与性能的影响。结果表明:相比常规奥氏体化淬火,经常规奥氏体化淬火+回火热处理工艺处理(860℃×6 h+810℃×2 h,油冷淬火+600℃×16 h,油冷回火)后,锻件的低温冲击韧性提高了约33%,硬度为326 HB,室温拉伸强度略微下降,伸长率提高了约3.65%;在常规奥氏体化淬火+回火热处理工艺下(860℃×6 h+780℃×2 h,油冷淬火+600℃×16 h,油冷回火),锻件的低温冲击韧性与常规奥氏体化淬火相比提升了约4.1%,室温拉伸强度和伸长率分别提升了约8.4%和9.62%,硬度为356 HB。在810℃低温奥氏体化淬火下,降低了锻件的强度并大幅度提高了室温冲击韧性,晶粒组织均匀且细小。在780℃亚温淬火下,大幅度提高锻件强度的同时也小幅度提高了室温冲击韧性。     

二次回火对50CrNi9MoV钢组织和力学性能的影响

利用SEM、TEM、XRD、MTS等仪器,研究了在相同的温度下一次回火与二次回火后50Cr Ni9Mo V试验钢组织与力学性能的变化。结果表明,50Cr Ni9Mo V钢在相同的温度下二次回火后的硬度、规定塑性延伸强度R_(p0.2)、伸长率A、断面收缩率Z、冲击性能、断裂韧性K_(IC)比一次回火后的高,而抗拉强度的变化则相反。50Cr Ni9Mo V钢在550℃一次回火后的残留奥氏体含量为6.21%,经550℃两次回火后的残留奥氏体含量为4.18%;在550℃一次回火后的R_m为1918 MPa,R_(p0.2)为1013 MPa,屈强比为0.53;在550℃两次回火后的R_m为1710 MPa,R_(p0.2)为1177 MPa,屈强比为0.69。可知,50Cr Ni9Mo V钢经二次回火能够降低残留奥氏体的含量,提高材料的屈强比,保证了材料在服役时的安全性。     

常规奥氏体化后后续热处理对35CrNi3MoV钢组织与性能的影响北大核心CSCD

通过硬度测试、室温拉伸实验、低温冲击实验研究了常规奥氏体化后后续热处理对35Cr Ni3Mo V钢的组织与性能的影响。结果表明:相比常规奥氏体化淬火,经常规奥氏体化淬火+回火热处理工艺处理(860℃×6 h+810℃×2 h,油冷淬火+600℃×16 h,油冷回火)后,锻件的低温冲击韧性提高了约33%,硬度为326 HB,室温拉伸强度略微下降,伸长率提高了约3.65%;在常规奥氏体化淬火+回火热处理工艺下(860℃×6 h+780℃×2 h,油冷淬火+600℃×16 h,油冷回火),锻件的低温冲击韧性与常规奥氏体化淬火相比提升了约4.1%,室温拉伸强度和伸长率分别提升了约8.4%和9.62%,硬度为356 HB。在810℃低温奥氏体化淬火下,降低了锻件的强度并大幅度提高了室温冲击韧性,晶粒组织均匀且细小。在780℃亚温淬火下,大幅度提高锻件强度的同时也小幅度提高了室温冲击韧性。     

模具钢锻造过程等向性能的有限元预测

提出锻造过程等向性的有限元计算方法,首先计算锻造过程中有限单元在X、Y和Z方向的变形功,然后对每个方向的变形功进行累积,根据等向性的定义计算所有单元的方向累积变形功之比。结果显示,采用径向十字锻造方法的两镦两拔锻造工艺下(2次镦粗比为2,2次拔长比为2)的H13钢等向性计算结果为0.50和0.47,试验实测结果为0.51和0.48;采用轴向反复镦拔法的一镦一拔、两镦两拔锻造工艺下(镦粗比为2,拔长比为2)的718钢等向性计算结果分别为0.76、0.81和0.92、0.98,试验实测结果分别为0.771、0.824和0.948、0.974,提出的模具钢锻造过程等向性预测方法,对于降低制造成本和优化锻造工艺具有重要的理论指导意义。     

大锻件用25Cr2Ni4MoV钢镦粗与拔长工艺分析

以25Cr2Ni4MoV钢大锻件的镦粗与拔长过程为研究对象,采用圆柱体单轴压缩试验得到了材料的真实应力-真实应变曲线,构建了材料的高温流变应力模型和加工图,并基于弹塑性有限元法建立了用于镦粗与拔长过程分析的有限元模型。通过对镦粗和拔长过程的数值仿真分析,获取了不同工艺条件下锻件内部典型节点的温度、应变和应变速率的工艺参数变化,确定了典型节点在加工图中的工艺参数位置,分析了镦粗和拔长过程的工艺稳定性,确定了合理的开坯锻造工艺。结果表明,镦粗过程采用1200℃的初始温度、50 mm·s^-1的压下速率,拔长过程采用方案2(3道次拔长+摔圆)有利于改善工件变形后的温度和变形均匀性,获得更大的耗散值,进而改善锻件组织,使材料表现出较好的塑性加工能力。     

热处理对机械齿轮钢组织和性能的影响

通过在17Cr2Ni2Mo齿轮钢基础上添加微量元素V、Nb的方法制备新型齿轮钢G1,采用渗碳后直接淬火和一次淬火工艺对两种齿轮钢进行热处理,对比分析了热处理工艺对齿轮钢组织、性能和热处理变形趋势的影响。结果表明:直接淬火工艺下,齿轮钢渗碳层中可见不合格的沿着晶界网状分布的碳化物组织,一次淬火工艺下渗碳层为细小的碳化物+马氏体组织;在两种热处理工艺下,G1钢的渗碳层显微硬度要高于17Cr2Ni2Mo钢,且直接淬火工艺下渗碳层的显微硬度要高于一次淬火工艺下渗碳层的显微硬度,两种齿轮钢的有效硬化层深度都约为1.7 mm;在淬火温度为860℃、回火温度为150℃时,G1齿轮钢渗碳层的显微硬度最大,为适宜的齿轮钢热处理方案;添加V、Nb的G1齿轮钢的热处理变形趋势要小于17Cr2Ni2Mo齿轮钢。     

C35

正C35是优质的碳素结构钢。主要用于制造中型机械中的螺栓、螺母、杠杆等零件。力学性能:抗拉强度σb≥560 MPa;屈服强度σs≥335 MPa;伸长率δ5≥18%;断面收缩率ψ≥45%;冲击功Akv≥55 J;冲击韧性值αkv≥69 J/cm2;未热处理硬度≤229 HB,退火钢硬度≤197 HB;化学成份(质量分数,%):0. 32～0. 40 C;≤0. 40 Si; 0. 50～0. 80 Mn;≤0. 035 S;≤0. 035 P;≤0. 25 Cr;≤0. 25 Ni;≤0. 25 Cu; Cr+Ni+Mo≤0. 63。