42CrMo汽车转向节热处理裂纹形成机理

针对锻件热处理后出现的单枝上表面裂纹问题,基于宏微观热处理有限元数值仿真模拟对裂纹进行了分析,并探究了裂纹的形成机理。通过光学显微镜和能谱仪分析可知该裂纹与典型淬火裂纹形貌相似,且裂纹附近没有脱碳现象,但是存在明显氧化现象,确定该裂纹在淬火阶段产生,在回火阶段发生氧化。结合应力模拟结果可以判定前期单枝表面急速冷却收缩,主要是由于产生了表面x方向拉应力而导致的裂纹。由此分析了单枝表面在该时期的最大x方向拉应力的分布情况,发现其与实际裂纹出现区域基本重合,进一步证明了该裂纹产生机理的正确性。

利用回火定形提高波形弹簧的合格率

针对波形弹簧由于载荷值不稳定导致合格率低的问题,从波形弹簧原材料、厚度、高度等多方面进行对比和综合分析。结果发现,影响波形弹簧合格率的主要因素是波形弹簧厚度的不均匀性。根据厚度将波形弹簧分类,将不同厚度的波形弹簧装入不同波形高度的回火工装中回火定形处理,控制波形弹簧的高度,提高了波形弹簧的合格率。

等温淬火温度对51CrMnV弹簧钢组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术和电子万能试验机等研究了等温淬火温度对51CrMnV弹簧钢组织及力学性能的影响。结果表明:使用高温油淬火介质进行等温淬火处理后,51CrMnV弹簧钢的组织主要为马氏体、贝氏体铁素体、残留奥氏体及碳化物;经过860℃奥氏体化30 min后淬入280℃的高温油中等温处理30 min后,51CrMnV弹簧钢的力学性能较好,其抗拉强度为1641 MPa、总伸长率为15.57%、断面收缩率为33%,且该工艺条件下的拉伸试样断口为韧性断裂,这归因于该工艺条件下试验钢具有亚微米级贝氏体铁素体和弥散分布的碳化物,多相微观组织的协同作用提高了51CrMnV弹簧钢的综合力学性能。

20CrNi3液压凿岩机钎尾断裂失效分析

液压凿岩机用20CrNi3钎尾在凿岩300 m后发生断裂。通过化学成分分析、断口形貌与金相组织观察和力学性能测试,对20CrNi3钎尾断裂原因进行分析。结果表明,钎尾的化学成分、冲击性能、硬度和硬化层厚度均满足技术要求。钎尾断口为宏观脆性疲劳断口,断裂的主要原因是零件渗碳后淬火温度过高,导致渗碳层中残余奥氏体含量较高,加工和使用过程中进一步发生马氏体转变,存在较大的残余应力和相变不稳定性。20CrNi3钎尾抗疲劳性能降低,在使用过程中出现疲劳断裂。通过降低淬火温度或增加深冷处理,减少渗碳层残余奥氏体含量,有利于改善20CrNi3钎尾抗疲劳性能;另外,为保证产品质量,可以编制20CrNi3钎尾显微组织验收标准。

控制轴承套圈热处理脱碳层深度的方法

在轴承套圈的马氏体分级盐浴热处理中,在确保可控气氛质量的前题下,对轴承套圈在辊棒炉热处理过程中的质量控制及设备特点进行分析,重点解决质量管控难点——脱碳层深度的控制方法。

大型锻件喷雾冷却过程数值模拟

为研究锻件喷雾淬火冷却过程,研制了喷雾淬火热处理装置,并对轴类件进行喷雾淬火热处理试验。根据实际情况建立包含变物性、连续过冷沸腾换热边界的温度、组织、应力三场耦合非线性有限元模型,对喷雾冷却过程进行了模拟分析计算,温度计算结果与测试结果吻合较好,并分析了大型非淬透件热处理应力的尺寸效应。

40Cr钢等温转变曲线与非等温冷却过程数值分析

建立连续冷却过程多相转变模型,并实现了对冷却过程中各相转变量的数值预测。用传统叠加模型和Cahn微分模型分别对40Cr钢连续冷却过程中组织分布进行了模拟计算,结果表明,考虑动力学参数n随温度变化的相变动力学微分方程计算结果与实际结果更为接近。为分析晶粒尺寸对相变过程的影响,结合不同奥氏体化温度下的等温膨胀实验,讨论了考虑晶粒尺寸时的相变动力学模型的应用范围,不同晶粒度下的相变参数n相同时,模型才能准确反应实际相变过程。

热处理工艺对20Cr1 Mo1 V1紧固件性能的影响

对紧固件用钢 2 0Cr1Mo1V1进行了一系列热处理试验 ,并用扫描电镜和透射电镜对其断口及组织进行了观察 ,采用电解萃取的方法用X光衍射仪对碳化物进行了确定 。

40CrMo钢大轴的断裂失效分析

对40CrMo钢大轴进行无损探伤超声波检测,对轴的断裂部位进行了金相组织观察、硬度测试及断口分析等检测工作,对其断裂的原因进行了断裂失效分析。结果表明,轴断裂的原因是使用前未进行调质处理及轴中间部位的直径突变处没有预留结构圆角。针对以上问题提出了相应的改进措施。

25CrMo钢中带状组织及其对冲击性能的影响研究

对25CrMo车轴钢中带状组织形成及其对横向/纵向冲击性能的影响进行研究。研究表明,钢中带状组织主要源于成分偏析,轧制过程中使铸锭中合金元素C、Cr、Mn等偏析区域沿轧制方向被拉长形成明显条带;在随后热处理过程中,元素偏析区与基体将出现明显组织差异,钢中组织上的方向性导致出现性能上的各向异性;缓解元素偏析的工艺措施有利于减轻带状组织。

高承载曲轴用34CrNiMo6钢调质处理工艺强韧化机理研究

针对高承载曲轴需要高强塑性匹配的要求,选用34CrNiMo6钢并进行调质热处理,研究淬、回火温度对合金钢力学性能的影响规律,建立工艺-组织-性能的匹配关系,揭示合金钢调质热处理后强韧化机理。得出结论为:回火温度一定时,随着淬火温度升高,34CrNiMo6钢硬度、强度是逐渐小幅下降,伸长率先增加后减少,并在860℃时达到峰值,冲击功则逐渐增加。淬火温度一定时,随回火温度增加,硬度、抗拉强度和屈服强度呈现出先降低后增加最后又降低的趋势,伸长率和冲击功呈现出先增加后减小的抛物线形态。在580℃回火,硬度、强度达到小高峰,伸长率获得最大值,冲击功比560℃时的最大值略有下降。当回火温度超过600℃时,各项性能急剧下降。因此,34CrNiMo6钢的最佳调质工艺为:860℃淬火+580℃回火,其强韧化机理与索氏体的细化程度和残余奥氏体含量及变形过程组织中的位错密度有关。

细长管内壁高频脉冲离子渗氮

利用高频脉冲离子渗氮电源,对诸如枪管、加工中心主轴一样的细长管件进行了处理,通过对管件的吊装方式、管件的准确测温以及升温速度、氨气流量、导通比的控制等方面研究,表明长径比为15内壁管件得到了均匀离子渗氮的组织和硬度。

LM15型工作夹片失效分析

对LM 1 5型工作夹片的硬度、金相组织和拉伸性能进行了检测分析。结果表明 :静载锚固效率系数 ηg 低于国家标准的规定 ,其金相组织中存在带状组织。为了消除带状组织和细化晶粒 ,须在碳氮共渗处理前对毛坯进行两次正火处理 。

输油船曲轴断裂原因分析

测定了输油船断裂曲轴的化学成分、显微组织与力学性能,观察了断口的宏观和微观形貌,并从使用寿命、几何结构、材料以及扭振减振效果等方面对曲轴产生断裂的原因进行了综合分析。结果表明,曲轴的断裂是球墨铸铁组织、强度与塑性的不均匀及曲轴扭振减振器的缺陷而引起的疲劳断裂。

汽车下摆臂断裂失效分析

根据汽车下摆臂的工作条件和受力情况 ,对其材料的显微组织进行了观察 ,测定了材料硬度 ,并对断口进行了分析 。

钎尾套开裂失效分析及改进措施

液压凿岩机用4Cr5Mo2V钎尾套在使用10天后出现开裂。通过断口形貌观察、化学成分分析、力学性能和金相组织测试,对4Cr5Mo2V钎尾套开裂原因进行分析。结果表明:钎尾套材料和性能满足标准要求,钎尾套开裂原因是表面激光刻线处出现应力集中而导致的疲劳断裂。钎尾套端部在冲击力作用下出现变形层,由于加工硬化而导致硬度升高,易于出现崩裂失效。建议采用印刷标注,避免激光刻线形成的缺陷,减少钎尾套表面应力集中,提高钎尾套使用寿命。

紧固件用Ti-45Nb合金热处理工艺研究

研究了真空退火热处理工艺对Ti-45Nb合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Ti-45Nb合金的β晶粒随退火温度的提高而长大;随着退火温度的提高,Ti-45Nb合金的拉伸性能以及剪切强度的变化不明显;当退火温度为810℃时,合金获得了较理想的显微组织以及拉伸强度与剪切强度的良好匹配。

运用DEFORM的连续冷却转变曲线数值仿真

为测定过冷奥氏体的连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation,CCT)曲线,运用有限元软件DEFORM,在考虑变物性参数和相变的基础上,获得轴承钢GCr15的等温转变(Time Tem-perature Transformation,TTT)曲线;运用孕育期叠加原理,对温度场、应力—应变场和组织场等进行耦合计算,得到轴承钢GCr15在冷却过程中每个瞬间的温度、组织转变情况,绘出CCT曲线.仿真结果与实测的CCT曲线相符,表明该方法可为新型材料CCT曲线的绘制提供新的有效途径.

基于人工神经网络预报汽车齿轮钢的端淬值

采用人工神经网络建立了关于国内某特殊钢厂生产的汽车齿轮钢的淬透性与化学成分之间关系的非线性网络模型 ,并验证了该模型的准确性。该方法不同于以线性回归为基础推导出的经验公式 ,它具有容错性好、通用性强等优点 ,可用于预报要求多点控制淬透性的汽车齿轮钢。

基于热处理模拟的锥形高强铸造铝合金蠕变校形研究

以锥形高强铸造铝合金为对象,研究了高温蠕变行为对产品固溶后校形的影响。通过热处理模拟,得到了材料在高温下的应力-应变曲线,研究表明,锥形高强铸造铝合金在高温下表现出明显的蠕变现象。通过对蠕变数据的分析,建立了材料的蠕变本构模型,预测产品在实际应用中的变形情况。根据产品结构形式,设计了产品的蠕变工装,起到了在时效过程中,对产品进行校形的作用,缩短了生产周期,具有一定的工程应用价值。