汽车高强钢锻件淬火开裂分析与有限元模拟北大核心CSCD

某汽车高强钢锻件在生产中面临淬火开裂问题,急需从生产工艺上回溯开裂原因。对淬火后的某汽车高强钢锻件进行解剖,观察了裂纹形貌、金属流线、微观组织和元素分布,发现断裂处材料流动极不均匀,锻造变形时剧烈的滑移和剪切是导致开裂的主要原因。模拟了某SAE5137H汽车高强钢锻件在浓度为9%的PAG淬火液(聚烷撑乙二醇质量分数为9%的水性淬火介质)中淬火的过程,发现淬火开裂位置的最大等效应力远低于材料的抗拉强度,淬火应力较小。综合裂纹分析的试验结果和有限元分析结果可知,该锻件锻造过程中材料流动不均匀,局部产生剧烈滑移,使材料塑性下降,虽然在锻造后未直接开裂,但在淬火热应力的作用下因塑性不足而导致开裂。根据开裂原因,将位置A开裂处预锻模膛局部凹模圆角半径减小至R8 mm,并对锻件位置B处局部加热,锻件淬火开裂比例显著下降,解决了开裂问题。     

42CrMo钢汽车前轴淬火开裂原因分析

采用化学成分分析、扫描电镜和显微组织观察以及X射线能谱分析等方法,对42CrMo钢重型汽车前轴锻件淬火开裂的原因进行分析.结果表明,钢中残留的硼含量异常是造成工件淬火开裂的主要原因,同时原材料中的带状组织偏析和粗大的显微组织增加了淬火开裂的倾向.     

25Cr2NiMo1V中低压转子淬火开裂原因分析

材质为25Cr2NiMo1V的中低压复合转子,在淬火冷却过程中低压侧轴端法兰及轴颈开裂。对断口进行了低倍、高倍、化学及扫描电镜能谱分析,确定了裂纹性质为淬火裂纹,开裂原因是:锻件成分偏析严重,偏析区内边角尖锐脆性较大的析出物引起应力集中,形成裂纹源,在裂纹源周围淬火马氏体基体塑性较差的因素下,裂纹迅速扩展,导致锻件开裂。     

2Cr13钢异形模锻件淬火裂纹分析及热处理工艺优化

为解决一种2Cr13钢异形模锻件淬火回火后批次性表面开裂的问题,从复查工艺过程入手,通过计算机模拟工件淬火过程中表面应力状态变化,观察开裂工件显微组织及裂纹形貌,分析工件淬火开裂原因,并通过热处理试验验证了淬火制度对工件表层组织以及力学性能的影响。结果表明,2Cr13钢异形模锻件淬火后出现表面裂纹与锻件形状、淬火加热方式以及淬火温度有关,可通过增加锻件过渡区余量、采用到温入炉以及较低的淬火加热温度的方式降低淬火开裂风险。采用1000 ℃淬火,到温入炉作为产品优化后的热处理制度。     

50CrVA钢板簧淬火开裂原因分析

一种汽车板簧以热轧态的50CrVA弹簧钢为原料,经锻造(1030±20) ℃×(30~40 min)→ 900 ℃加热预处理→(860±20) ℃淬火→485 ℃回火热处理后,产生淬火裂纹,对其产生原因进行了分析。结果表明,50CrVA钢热处理后组织中出现混晶、带状偏析等缺陷是淬火裂纹产生的主要原因;900 ℃预处理保温40 min有利于减少缺陷,避免产生淬火裂纹。     

AMS 6308钢大棒材锻造开裂原因分析

通过观察裂纹与断口形貌,结合第二相析出规律,分析了AMS 6308钢大规格棒材锻造开裂原因。结果表明:大锭型中Cu偏析导致钢热塑性变差是锻件开裂的主要原因。在钢锭加热时Cu元素偏析会析出大量低熔点富Cu相。高温下部分呈液膜状,随着富Cu液膜的浸润,造成晶界结合力下降。随后,钢的热塑性变差,在锻造应力的作用下产生裂纹并扩展。     

Cr12MoV环形模具热处理裂纹原因分析

Cr12MoV环形模具在回火出炉时,发现坯料存在周向裂纹.采用金相检查、化学成分分析、硬度检测等手段对模具开裂原因进行分析.结果表明:模具热处理裂纹属于淬火裂纹,产生的主要原因是坯料淬火过程中油淬时间过长,零件完全淬透,在较大的淬火应力作用下,造成开裂;其次,坯料外缘周向环槽尖角处R角较小,存在较大的应力集中,在一定程...     

大型轴类锻件热处理过程开裂分析

某型号大型轴类锻件在热处理过程中发生了开裂。为探明该大型轴类锻件开裂的原因,利用多种技术手段对其裂纹断口微观形貌、化学成分和金相组织等进行了分析。分析结果显示,该大型轴类锻件内孔存在明显的局部成分及组织偏析缺陷。在淬火过程中,中心孔内壁偏析缺陷产生的应力集中是导致该大型轴类锻件开裂的主要原因。     

GCr15钢轴承套圈的磨削开裂失效分析

通过金相分析及断口观察，对GCr15钢轴承套圈的磨削开裂进行了系统分析。结果表明．淬火裂纹是套圈失效的根本原因，而原材料中Cr的带状偏析、套圈表面的应力集中、淬火加热时的氧化脱碳以及不当的磨削工序则共同加剧了淬火裂纹的萌生和扩展。     

风电机组大型锻件淬火开裂原因分析

利用扫描电镜、能量色散X射线谱等,对风电机组大型锻件淬火裂纹的原因进行了分析。结果表明,淬火裂纹起始位置位于大型锻件中心孔内壁的凸台位置。淬火裂纹是由中心孔内壁凸台处的附加应力与偏析区域在热处理过程中产生的内应力共同作用导致。     

AISI8630钢泥浆泵排出缸失效分析及工艺改进

针对AISI8630钢锻件在实际生产中出现的锻造失效问题进行了研究。采用"EAF→LF→VD→铸锭"工艺冶炼AISI8630钢锭,钢锭锻造成泥浆泵锻件,经热处理加工后探伤发现密集性缺陷。通过化学成分、低倍分析和金相显微分析,对产生的缺陷进行分析研究。结果表明:宏观检测受检面有许多裂纹,将裂纹打开,发现断口存在明显的白点缺陷;近裂纹附近有灰色硫化物夹杂,存在明显的组织偏析现象,远离裂纹处的金相组织无明显差异。通过加强冶炼过程控制,对钢锭进行锻前消氢、消应力退火及锻后250℃以下缓冷处理等工艺优化,避免了白点缺陷的形成,并经现场验证得到合格产品。     

00Cr25Ni6Mo3N双相不锈钢的力学性能

00Cr25Ni6Mo3N双相不锈钢可用于要求具有良好力学性能特别是低温冲击韧度的鼓风机叶轮等零件。某公司的00Cr25Ni6Mo3N双相不锈钢锻件低温冲击性能很不稳定。为此,对冲击性能不良的00Cr25Ni6Mo3N钢锻件进行了1050℃、1070℃、1100℃和1050℃保温1.5h水冷的固溶处理,随后测定了力学性能。结果表明:锻件的-40℃冲击吸收能量差异很大,有的达不到要求的27J。金相分析发现,00Cr25Ni6Mo3N钢锻件冲击韧度低的原因是锻造工艺不当析出了金属间相,而且热处理不能消除这种金属间相,严格控制锻造加热制度是解决该问题的唯一途径。     

30Cr2MoVA钢环形大锻件热处理组织和硬度的预测

大型锻件热处理后的组织和硬度与材料成分和热处理工艺密切相关。本文利用FDM法计算了30Cr2MoVA钢环形大锻件淬火温度场及其在700℃时的冷却速度,结合淬火和回火组织及性能经验模型,对不同成分和热处理工艺下的组织和硬度进行了预测。实际生产检验结果表明,预测结果具有较高精度。该方法对大型锻件的生产具有一定的指导意义。     

前轴成型辊锻过程的模拟分析

采用刚粘塑性有限元方法对汽车前轴成型辊锻与模锻复合工艺中成型辊锻过程进行了模拟,获得并分析了成形过程、金属流动规律和力能参数曲线,揭示了其工艺典型特点,其结果对前轴成型辊锻的工艺和模具设计具有指导和参考作用。     

3Cr13不锈钢传动轴表面产生细纹的原因分析

通过化学成分分析及金相检验手段,对3Cr13不锈钢传动轴表面细纹的产生原因进行了分析。结果表明,3Cr13不锈钢中严重的带状组织偏析及大块状夹杂物是导致传动轴表面产生细纹的主要原因,同时,调质处理加深了表面细纹的扩展。     

30Cr2Ni2Mo钢大型环类锻件的热处理工艺研究

通过不同热处理工艺试验结果的对比分析,制定了30Cr2Ni2Mo钢大型环类锻件的最佳热处理工艺。对锻件不同部位进行取样分析,结果表明锻件表面和心部的力学性能全部满足技术要求,但壁厚1/2处的力学性能略优于内层。这主要是由于心部获得粒状贝氏体和富含合金元素回火索氏体混合组织的缘故。同时,试验还获得了锻件调质后的变形情况,为高淬透性钢大型环类锻件的热处理留量提供了有力的参考依据。     

35CrMo钢大锻件淬火过程组织分布的计算机预测

在用有限元法计算大锻件淬火过程温度场的基础上，根据大锻件非等速冷却和温度分布不均匀的特点，采用ＨｉｌｄｅｎｗａｌｌＢ￣［１］提出的方法，编制了淬火组织分布的计算机程序，计算了直径不同的３５ＣｔＭｏ长圆柱体淬火组织，并对３５ＣｒＭｏ钢φ３５０ｍｍ的工件进行了淬火过程温度场及组织分布的测量。     

大锻件锻造过程中温度场测定及其结果分析

大型锻件锻造过程中工件温度场的变化规律对于保证锻件质量具有重要作用,由于锻件受环境温度、保温情况等诸多因素影响,生产中很难准确预测锻件锻造过程中温度变化规律。通过实验模拟实际生产中锻件加热曲线,在不同保温措施下,取锻件芯部至表层不同测控点进行锻造过程中的温度测量,通过数据分析建立了Mn18Cr18N护环钢锻造过程中的温度场,得出锻件的温度差与时间变化曲线及温度变化速率图,描述了工件在一定保温措施下的温度场变化情况,其结论对准确了解Mn18Cr18N护环钢锻造过程中的温度变化规律具有实际指导意义。     

30CrNiMo8钢小型环锻件的热处理工艺

一种用于轨道车辆的30CrNiMo8钢小型环锻件,按照常规热处理工艺在锻后经过灰冷或者坑冷,然后调质处理后,各项力学性能均优良,但是显微组织检测晶粒粗大,甚至个别批次晶粒度在0级左右,而且正火预备处理后再调质热处理,仍然不能消除粗大晶粒。经研究发现,因为30CrNiMo8钢具有较强的组织遗传性,锻后粗大晶粒会遗传给后续工序,后续调质等过程难以细化晶粒,因此在热处理工艺流程中增加一道等温退火工艺,消除了锻后粗大晶粒,有效地解决了30CrNiMo8钢小型环锻件调质后晶粒粗大的问题。