Cr5型模具钢水-空交替控冷数值模拟

针对Cr5型模具钢退火组织合格率低,难以满足标准要求的现实技术难题,基于有限元方法,模拟计算了Cr5型模具钢水空交替冷却过程中的温度场、相变场及应力场,对现有工艺进行了模拟计算,贝氏体体积分数与试验结果较吻合,验证了模型的准确性。最终通过多方案模拟计算得到了最优热处理工艺,水空交替控冷后无贝氏体组织,经生产试验验证新工艺实现了产品组织100%合格。     

ZL114A合金冷态焊接微观组织与力学性能

采用扫描电镜、能谱分析、金相显微镜、维氏硬度仪与WDW-100KN万能拉伸试验机研究ZL114A合金冷态焊接后的微观组织与力学性能,结合SYSWELD有限元仿真计算冷态焊接过程中的温度场分布。结果表明:ZL114A板片试样在20V,24A冷态焊接参数下,最大熔池直径为6mm,焊接峰值温度约为512℃;常规T6态平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与硬度分别为334,276MPa,7.4%与68HV,经ZL114A冷态焊接处理后分别为156,108MPa,12.8%与60HV,强度分别降低53.3%与60.9%,伸长率提高72.9%,选用ZL205A冷态焊接与本体加工4mm圆孔性能基本相当,平均抗拉强度、屈服强度与伸长率约为232,218MPa与3.8%;T6态下沿晶界分布的初生与二元共晶Si相形貌主要呈球状,断裂机制以韧窝断裂为主,附带一定数量的沿晶断裂,经冷态焊接处理后的材料组织状态由T6态转变为固溶空冷态,ZL114A冷态焊接后沿晶界分布的Si相受焊接高温作用团聚在一起,Mg与Si元素叠加分布在晶界区域,Cu,V,Mn等元素在焊接加热过程中固溶进入初生α-Al基体内部,之后沿晶界析出部分Al2Cu强化相。     

汽轮机轴瓦辅助弹簧断裂失效分析

利用直读光谱仪、体式显微镜、金相显微镜、显微硬度仪以及带能谱的扫描电子显微镜等试验手段对断裂弹簧进行了失效试验分析。结果表明,断裂弹簧基体内存在大量尺寸较大的富钒氮化钛类夹杂物。失效弹簧断口可见明显的疲劳辉纹,可观察到清晰的疲劳起裂源、扩展区以及最后的失稳断裂区,具有典型的疲劳失效断裂特征。进一步的分析研究表明,疲劳裂纹起源于次表面的一个富钒氮化钛类夹杂物,疲劳裂纹在交变应力作用下扩展,直至最后失效断裂。     

18CrNiMo7-6齿轮钢高温渗碳淬火变形数值模拟

以18CrNiMo7-6齿轮钢为对象,通过有限元的方法,模拟了C型缺口试样高温渗碳淬火的温度场、相变场、以及应力场,研究了高温渗碳淬火的变形规律.结果 表明,通过模拟与实测变形结果比对,建立的多场耦合的有限元模型能够较为准确模拟高温渗碳淬火变形规律;C型缺口试样渗碳淬火时热应力和马氏体相变应力交互作用,导致C型缺口张开位移呈现先增后降再增加的变化趋势,当心部马氏体体积分数在50％时缺口张开位移最小.     

16Cr3NiWMoVNbE钢C型环真空低压渗碳及淬火有限元模拟

通过马氏体转变动力学和碳浓度的扩散系数有限元模型,对16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢C型环进行真空低压渗碳淬火的温度场、浓度场、组织场、以及应力场的研究。结果表明,渗碳淬火后,得到碳浓度分布,可以很好地解释表层部分的最终马氏体分布情况,为预测齿轮钢渗碳淬火后碳浓度分布和马氏体分布提供了可靠依据。     

微合金化对渗碳齿轮钢热处理畸变的影响

利用C形缺口试样,研究Nb-B微合金化齿轮钢的渗碳热处理畸变。结果表明,由于细小的Nb（C,N）析出相在奥氏体晶界起钉扎作用,Nb-B微合金化渗碳齿轮钢的原奥氏体晶粒平均尺寸明显细于20CrMoH钢和22CrMoH钢。微量B使20CrMoH钢和22CrMoH钢的淬透性提高,理想淬透直径DI值增大,渗碳淬火畸变率增加;Nb微合金化细化晶粒,细晶粒齿轮钢的渗碳淬火畸变相对较小;Nb-B微合金化可实现淬透性提高而渗碳淬火畸变不显著增加。     

基于Maxwell烧结钕铁硼模具磁场模拟分析

以SKH45压机为例,基于Maxwell三维数值有限元分析软件建立电磁应用系统的仿真模型。在仿真中定义了压机各部分材料属性,并加载边界条件,求解及后处理。分析模具的磁场和电流密度分布,直观地展现了模具磁场分布和力矩信息。根据不同产品需求,设计一款新模具,并将新模具与旧模具磁感应强度对比。该仿真结果能够对模具设计提供参考,降低模具设计成本、缩短模具开发周期。     

基于EDEM钕铁硼模压过程力学特征模拟

以SKH45压机为例,基于EDEM有限元分析软件建立钕铁硼模压过程的仿真模型。在仿真中定义了材料属性,并加载边界条件,求解及后处理。分析压机不同成型工艺(压制方式和压制速度)对压坯的应力的影响,为压型过程中优化工艺提供理论参考。通过模拟计算,浮动压制和双向压制优于单向压制,其中浮动压制压坯应力最小,有利于保护模具且最方便产品脱模,对于不同速度的浮动压制,速度越慢应力越小,但实际生产中应综合考虑其与生产效率的平衡关系。