15Cr2Ni3MoW穿孔顶头的组织形态初探

研究了15Cr2Ni3MoW合金钢金相组织演变过程及其组织形态,明确了该钢的组织形态特点和适应穿孔顶头高性能要求所应有的组织结构模式及与使用性能之间的关系。15Cr2Ni3MoW合金钢生产的顶头具有均匀细小的贝氏体和少量马氏体的复合组织,其表面氧化膜应致密,与基体结合牢固,并以FeO为主要成分。改进顶头的生产工艺后,顶头组织改善,硬度提高,冲击功提高45%,使用寿命提高50%以上。     

15Cr2Ni3MoW钢管穿孔顶头氧化膜制备工艺的研究

研究了15Cr2Ni3 MoW合金穿孔顶头在900～1000℃、3～12h、氧气气氛中氧化膜的生成行为.用OM、XRD、SEM 、HV分析研究氧化膜的微观组织形貌、相组成及显微硬度的变化,并对氧化膜生成机理进行探讨.结果表明:在氧气气氛中合金生成内外两层氧化膜,外层氧化膜主要为Fe2O3和Fe3O4,内层氧化膜主要为(Fe、Cr)3O4;随氧化时间延长和氧化温度升高,氧化膜厚度不断增加,但内层与外层氧化膜之间的结合力以及内层氧化膜与顶头基体之间]的结合力,不随氧化膜厚度的增加而增大,当氧化时间和温度超过个某个范围后,所生成氧化膜间的结合力反而降低.     

回火温度对15Cr2Ni3MoW钢组织与力学性能的影响

观察了15Cr2Ni3MoW钢在200～600℃区间回火处理后的力学性能和组织变化。结果表明,该钢经350℃回火后出现大量稳定化的M/A岛,在500～550℃回火后M/A岛大量分解,析出的碳化物沿晶界连续分布,出现了回火脆性。试验获得的最佳回火工艺为:350℃回火3h后空冷,该工艺可使15Cr2Ni3MoW钢的屈服强度提高37%,冲击韧性提高50%。     

20CrNi3MoW穿孔顶头组织分析

对20CrNi3MoW钢穿孔顶头的显微组织和硬度变化进行了研究.结果表明,顶头原始组织为粒状贝氏体组织,同时夹杂部分隐针马氏体和残余奥氏体;经正火处理后顶头组织改善,性能提升.顶头表面氧化膜应均匀、致密,因此应合理控制氧化条件,得到尽可能多的FeO层.最后结合生产实际提出了改进措施.     

3Cr2W8V钢穿孔顶头表面开裂的原因分析

3Cr2W8V钢经过锻造、机加工、热处理等工序制作成穿孔顶头,部分顶头在使用前出现了表面裂纹。通过对裂纹的宏观形貌、微观形貌的分析,发现穿孔顶头用原材料在冶炼过程中生成的局域性的共晶碳化物偏聚,在顶头锻造过程中随着变形量的增大而导致了表面裂纹的产生。指出使用3Cr2W8V钢制作穿孔顶头应合理控制碳化物的不均匀度并充分锻造。     

穿孔顶头失效形式及改进措施研究的现状

穿孔顶头是无缝钢管生产中的重要模具之一,本文通过分析顶头在生产过程中出现的失效方式,并从顶头的形状和结构设计、材质成分、热处理工艺等方面讨论了提高顶头使用寿命途径的研究现状.     

20Cr2Ni3钢顶头表面氧化膜断裂行为的数值研究

基于试验数据,利用扩展有限元方法(extended finite element method,XFEM)和内聚力模型(cohesive zone model,CZM),对20Cr2Ni3钢顶头表面氧化膜的断裂行为进行了数值分析,研究了氧化膜受力方向和孔洞对裂纹生长行为的影响。结果表明：氧化膜受力方向影响裂纹扩展路径,外层氧化膜裂纹尖端的J积分和应力强度因子K_I随着θ角(受力方向与氧化膜的夹角)的增大而减小,当θ角增大到90°时裂纹停止生长;外层氧化膜上孔洞使得裂纹尖端的J积分和应力强度因子K_I减小。同时,孔洞的存在使得外力传递到内层氧化膜时产生应力集中和偏移,导致内层裂纹受力不均,减小了受力方向对内层裂纹生长的影响。     

热穿孔顶头的失效分析及改进措施建议

对无缝钢管热穿孔顶头的失效机制和使用状况进行了分析论述,认为穿孔顶头的失效形式主要表现为顶头塌鼻、粘钢、开裂。对过去提高顶头寿命的工作作了简介,提出开展稀土铝合金化提高顶头使用寿命的研究。     

穿孔顶头的制管试验及改进措施

针对无缝管三辊穿孔顶头使用寿命低、掉肉、粘钢等失效问题,选用3种不同材质的顶头进行了试验。通过制定合理的加热参数、氧化工艺方案等措施,找到了适合工况的顶头新材质,提高了顶头的使用寿命,保证了钢管的品质,提高了生产效率。     

高合金钢管穿孔顶头的失效分析

介绍了高合金钢管穿孔顶头的主要失效形式,对失效顶头断口进行了SEM和光学金相分析、X射线荧光光谱化学成分分析等测试,探讨了顶头开裂的主要原因。通过适当调整Nb、Co、W等元素的含量,提高顶头铸造质量等,使穿孔顶头的使用寿命有所提高。     

稀土元素在自动轧管机顶头材料2Cr17Ni2Mo钢中的应用

分析了造成自动轧管机顶头失效的主要原因,采取了如下对策:在2Cr17Ni2Mo钢顶头材料中添加适量稀土元素,通过合适的热处理提高自动轧管机顶头的使用寿命.结果表明,在2Cr17Ni2Mo钢中添加0.08%的稀土元素,并经1080℃加热、保温、空冷处理后,所生产的顶头在轧制钢管时吨钢消耗量明显降低,其中φ219 mm顶头吨钢消耗降低了1.466 kg/t,φ325 mm顶头吨钢消耗降低了1.648 kg/t.     

2Cr13Ni2不锈钢零件的失效机制分析

采用金相检验、扫描电镜和能谱分析技术研究了2Cr13Ni2不锈钢螺母的开裂失效机制.结果表明,开裂螺母的组织粗大,晶界处的碳化物和硫化物引起了晶间腐蚀,裂纹萌生于粗晶间腐蚀部位,导致该螺母发生沿晶脆性断裂.     

7Cr7Mo2V2Si钢垫头热处理工艺研究

针对生产锌锰电池整体锌筒的挤压模具中,活塞垫头存在的问题和不足,优选7Cr7Mo2V2Si钢作为垫头材料,对其热处理工艺进行了深入研究,解决了活塞垫头长期存在的问题和不足,研制的活塞垫头深受用户的欢迎和好评。     

穿孔过程中顶头的三维热力耦合分析

应用大型非线性有限元分析软件对顶头在实心圆管坯二辊斜轧穿孔过程中的受力状态进行了三维热力耦合模拟。重点研究了热力耦合情况下表面应力分布模型,同时也对顶头的失效机理、材料模型、传热边界条件等进行了分析。模拟结果和实验结果相吻合。     

用3Cr3Mo3W2V钢制作钢管热冲孔凸模的试验

用3Cr3Mo3W2V钢代替3Cr2W8V钢制作钢管热冲孔凸模,凸模采用双重淬火和表面硫氮共渗处理工艺,冲孔时将凸模冷却方式由强制水冷却改用PF冷却介质冷却,可使凸模寿命提高2～3倍。