钻探管用高强度非调质贝氏体钢的热变形和动态再结晶行为研究

采用单道次热压缩试验和Gleeble-2000D热模拟试验机研究了钻探管用950MPa级非调质贝氏体钢在变形温度为1123~1373K、应变速率为0.001~10s^(-1)和真应变为0.6条件下的热变形行为。结果表明:应变速率降低、Zener-Hollomon参数减小及温度升高均使试验钢较易发生动态再结晶,钢的动态再结晶激活能Q为321991J/mol;变形温度越高,应变速率越低,功率耗散系数η值越大;钢的最佳热加工参数为变形温度1123~1373K,应变速率0.001~0.1s^(-1)。

重型汽车42CrMo钢前轴开裂原因分析

42CrMo前轴作为重型汽车的重要安全构件,在经过锻造、热处理及喷丸过后材料发生开裂现象,通过光学显微镜、扫描电镜等试验方法对该重型汽车失效前轴锻件失效原因进行分析.结果表明:失效前轴裂纹均具有拐点特征,其合金成分、显微组织及晶粒度等指标均未发现异常,前轴失效非原始材料所致.通过拐点处的裂纹分析得出开裂原因为,锻造模具上的残留物致使前轴件表面锻造过程中产生缺口,淬火时应力集中于缺口处释放而导致开裂.

42CrMo前轴台架疲劳失效原因分析

随着国内道路交通条件的不断改善,载货汽车正在向着重型化、高速化不断发展,汽车承载构件质量迎来了新的挑战。重型汽车前轴作为汽车构件中主要的承载件之一,驾驶过程中会受到来自路面不同方位的冲击力及反作用力,前轴件也是在服役期限内绝不允许发生失效的关键部件。利用扫描电镜、光学显微镜以及显微硬度仪对某重载汽车42CrMo台架失效前轴进行失效原因分析。结果表明:台架失效前轴失效部位组织、显微硬度以及脱碳层均未发现异常,失效原因是前轴与转向节装配过程中对中不当致使前轴件表面产生凹坑,成为后续台架疲劳试验裂纹源,最终致使锻件发生脆性断裂。

低碳齿轮钢18CrNiMo7-6奥氏体晶粒度长大规律

利用金相实验法研究了低碳齿轮钢18CrNiMo7-6在不同加热条件下奥氏体晶粒的长大行为,建立了Arrhenius奥氏体晶粒长大模型,并利用时间指数对模型进行了优化。结果表明:在1173~1373 K范围内,奥氏体晶粒平均尺寸随着温度的升高及时间的延长而增大,并且对温度的敏感性高于对时间的敏感性,显著粗化温度为1273 K;建立了Arrhenius奥氏体晶粒长大模型D=2.223×10^(6)exp[-132086/(RT)]tn,其中激活能Q=132.086 kJ/mol;时间指数n随温度的变化近似服从S型函数,并建立了相关的数学方程式n=0.0775+0.2317/(1+10(1326.73-T)×0.0235),用该方程式对考虑合金元素的Arrhenius方程中的时间指数进行了优化,将优化后由该模型得到的奥氏体晶粒平均尺寸的计算值与实测值进行了对比,结果显示其吻合性较未优化前的模型更好。

国内外高速列车车轴技术综述及展望

高速动车组列车近年来在国内外获得广泛应用,是铁路客运最为有效的运输工具之一。高速列车车轴是动车组走行部中非常重要的部件,承受着源自车体及轨道的各种载荷,其中主要是旋转弯曲载荷和扭转载荷。高速列车车轴要保证在所规定的使用条件下,具有足够的安全性、可靠性和长使用寿命,这就对车轴材料及相关技术提出了非常高的要求。对比研究了国内外高速列车车轴技术,探讨国内外高速列车车轴的生产工艺流程、化学成分-组织-性能和结构设计等,在此基础上,对时速400km以上的新一代高速列车车轴材料的发展方向进行了展望。目前,我国正基于材料基因组技术研发时速400km的高速列车车轴用钢,这在世界上尚无先例。

回火工艺对高速列车用DZ2车轴钢组织及力学性能的影响

通过试验研究了不同热处理工艺对高速列车用DZ2车轴钢组织及力学性能的影响。结果表明,在580~700℃之间回火时,新开发的高速列车用DZ2车轴钢组织均为回火索氏体组织;随着回火温度的升高,试验料中马氏体位相逐渐消失,位错密度下降,碳化物逐渐析出和球化;随着回火温度的提高,试验钢抗拉强度和屈服强度逐渐下降,断面收缩率、断后伸长率和冲击韧性逐渐增加,其中,在640℃以下回火时,冲击韧性增加的幅度比较显著,当回火温度高于640℃时,冲击韧性提高幅度较小。

Nb微合金化对渗碳齿轮钢组织演变及接触疲劳性能的影响

目的研究Nb微合金化后渗碳层和基体的显微组织变化规律,及Nb微合金化对接触疲劳性能的影响,以实现齿轮的接触疲劳长寿命。方法利用真空渗碳炉将Nb微合金化及未Nb微合金化齿轮用钢18CrNiMo7-6进行渗碳热处理,采用滚动接触疲劳试验机进行接触疲劳试验,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射显微镜(EBSD)和洛氏硬度计等设备,对试样的组织及硬度进行检测,探讨Nb微合金化对接触疲劳性能的影响。结果渗碳热处理后,表面组织为针状马氏体、残余奥氏体和碳化物,心部组织为板条马氏体。Nb微合金化渗碳层组织发生了细化,位错密度由7.52×10^(15) m^(‒2)增加到8.75×10^(15) m^(‒2),残余奥氏体含量由23.6%降低至15.4%,渗碳层硬度由58.6HRC提高至59.4HRC,心部奥氏体晶粒平均尺寸由20.5μm降低至16.3μm。剥落坑表面粗糙且呈分层结构,起裂位置位于次表面;剥落坑在滚动接触应力作用下发生加工硬化,Nb微合金化和未Nb微合金化的加工硬化硬度均提高了1HRC左右,抗变形能力相差不大。Nb微合金化齿轮钢的接触疲劳寿命L_(10)=3.2×10^(7),L_(50)=8.2×10^(7);未Nb微合金化齿轮钢的接触疲劳寿命L_(10)=2.0×10^(7),L_(50)=6.4×10^(7)。结论Nb微合金化后,渗碳层组织细化,位错密度增大,显著抑制了裂纹的萌生,并且渗碳层的硬度稍有增加,综合作用使得齿轮钢的接触疲劳寿命L_(10)和L_(50)分别提高37.5%和22%。

热处理对Q345E钢风电锻件组织和力学性能的影响

采用拉伸、冲击与微观组织分析等研究了Q345E钢风电锻件经不同热处理工艺的组织与力学性能。结果表明:在890℃淬火时,随着回火温度的升高,Q345E钢的强度逐渐下降,塑性和韧性逐渐增加;在550℃回火时,Q345E钢综合力学性能随着淬火温度的不同而出现差异,当淬火温度为890℃时,其综合力学性能最佳;Q345E钢的最佳热处理工艺为890℃淬火+550℃回火。在后续生产试验中,经过890℃淬火+550℃回火后,Q345E钢的力学性能均满足要求,屈服强度>395MPa,抗拉强度>530MPa,-40℃冲击功>185J。

微合金化150V级高强韧无缝钢管用钢研究

针对特殊工况对无缝钢管高强度、高韧性的特殊要求,优化设计了150V级无缝钢管用钢的化学成分、热处理工艺,采用电炉+炉外精炼+真空脱气生产了连铸方坯,采用大轧制比轧制生产出无缝钢管用管坯。对管坯的低倍组织、力学性能、夹杂物进行了分析。结果表明:采用电炉冶炼、大轧制比热轧后管坯无A和C类夹杂物,B,D及DS类夹杂物均≤1.0级,管坯低倍中心疏松为1.0级。利用微合金元素复合添加能够有效细化晶粒、通过调质热处理得到细小均匀的回火索氏体,微合金形成的化合物细小,从而有效提高150V级无缝钢管用钢的强韧性。综合评判开发的150V级无缝钢管钢的性能满足要求。

热处理工艺对采油树用钢F22组织及性能的影响

为了提高水下采油树用钢的强韧性,对改进型F22钢采用标准试块进行了不同热处理工艺对组织及性能影响的研究,对比分析了不同工艺的力学性能及微观组织。研究结果表明:采用调质工艺后的改进型F22钢力学性能满足要求,但富余量较小;采用淬火+调质工艺能够有效细化F22钢的晶粒度和板条块,回火后钢的冲击断口的纤维区增加,钢强度提高110 MPa,低温冲击性能提高87 J,2种工艺对钢的析出相无明显影响。

曲轴用非调质钢38MnVS失效分析

曲轴用非调质钢38MnVS在大样疲劳试验时发生断裂,对断裂部位进行显微组织分析、扫描分析、淬硬层分析等,结果表明:失效部位为疲劳失效,曲轴淬硬层组织为马氏体组织,淬硬层无明显异常硬度点,淬硬层深约为5.5 mm,曲轴拐角处和打字号处应力集中明显造成裂纹的萌生,油管处存在粗大晶粒,与基体组织连续性差,在弯矩和扭矩的共同作用下应力集中而造成裂纹源的萌生。

时速400 km高疲劳性能高铁车轴钢研发

基于时速400 km高铁对车轴高疲劳性能的要求,分析了车轴超高疲劳性能的机理,细小的碳化物尺寸及马氏体板条尺寸是高疲劳性能的关键,确定了马氏体板条束宽度、析出相的分布等组织参量为影响高铁车轴钢屈服强度的关键控制单元,设计了高铁车轴钢的目标组织,通过高通量计算确定了时速400 km高铁车轴钢的最优合金成分。研发的时速400 km高铁车轴,经850~950℃淬火、620℃高温回火时具有较好的强韧性匹配,抗拉强度>880 MPa,-40℃冲击功达180 J。该工艺处理车轴的晶粒度和碳化物尺寸细小,晶粒细化至9.0级,高周及超高周疲劳性能均达标。车轴经整体热处理后小尺寸试样超高周疲劳试验稳定为3级,108循环周次下疲劳极限为517 MPa,疲劳极限高。通过车轴微缩样品预测了车轴整体疲劳性能,预测值与实际值一致性好,车轴整体在320 MPa试验力下通过10^(7)周次疲劳考核。

650MPa级大规格优质钢拉杆用热轧圆钢的开发实践

针对屈服强度要求≥650MPa级大规格(≥Φ150mm)钢拉杆用热轧圆钢,采用低成本合金化设计及生产工艺优化,成功开发出650MPa级大规格优质钢拉杆用热轧圆钢,力学性能满足Rm≥850MPa、Rp0.2≥650MPa、A≥15%、Z≥45%、KV2(-40℃)≥34J的标准要求。

110t EAF-LF-RH-CC-连轧流程φ110mm~φ150mm 22CrMoH齿轮钢的试制

通过电弧炉留钢操作,控制EAF终点[C]≥0.10%,LF精炼白渣时间≥30 min,利用淬透性预测模型微调钢水中元素含量,控制中间包钢水过热度15~30℃、结晶器、铸流和末端电磁搅拌等工艺措施,试制的φ110mm~φ150 mm 22CrMoH齿轮钢(/%:0.20~0.22C,0.26~0.28Si,0.73~0.75Mn,0.007~0.012P,0.001~0.004S,1.05~1.09Cr,0.37~0.39Mo)的氧含量为8×10^(-6)~10×10^(-6),轧材J_(15)△HRC值≤4,夹杂物≤1.0级,低倍组织≤1.0级。

Te对46MnVS非调质钢中硫化物改质的工业实践

在Φ480 mm铸坯轧至Φ38 mm材的46MnVS钢中含0.0059%Te(Te/S=0.098)钢MnS夹杂物平均等效直径和平均面积分别较未加Te(0Te)钢增大27%和72%,长宽比为1~3的球状或椭球状夹杂物数量增加了21%,硫化物评级由细系3.0级改质为细系2.0级;Te会固溶于MnS中形成(Mn,Te)S,使钢中硫化物粗化并球化,使轧材中椭球状和纺锤状硫化物增加;Te改质后MnS夹杂物HV10显微硬度值由142.2增至152.1,提高了MnS抵抗轧制变形的能力。

Ca及Ca‑Te处理对高硫非调质钢硫化物形态的影响

切削加工性能是胀断连杆用非调质钢的关键性能指标,而硫化物形态与分布是影响切削性能的关键因素。研究了Ca处理和Ca⁃Te处理两种改质工艺对46MnVS5非调质钢硫化物形态与分布的影响。结果表明,Ca⁃Te处理有利于改善钢中硫化物形态与分布。Ca⁃Te处理后连铸坯宽度1/4处和心部夹杂物等效直径分别降低17.5%和23.9%,边部夹杂物密度由9.16个/mm^(2)降低为7.39个/mm^(2)。对轧材进行夹杂物评级,Ca⁃Te处理A细系由3.0级降低为2.0级,A粗系无明显变化。Ca⁃Te处理可以球化钢中的硫化物夹杂,减少夹杂物数量,提高钢的横向性能,改善钢的切削性能。

基于国际舞龙舞狮裁判法的南狮套路编排研究

随着舞狮运动在全国各地的普及,各类级别的舞狮比赛也在陆续的举办。这需要舞狮从业者要有着丰厚的理论知识以及实战经验进行编排新的南狮参赛作品,才能够避免因参赛作品重复而导致比赛观众的审美疲劳。通过查阅相关文献资料,专家访谈,对舞狮套路在裁判法基础上的编排进行了归纳总结,为参赛队伍编排参赛作品提供相应的理论的依据。

高速列车车轴DZ2钢的强韧性关系和低温脆性

调控高速列车车轴DZ2钢的回火温度,对其进行拉伸实验和常、低温冲击试验并观察和分析其微观组织的,研究了这种钢的强韧性关系和低温脆性。结果表明:随着回火温度从430℃提高到700℃,DZ2钢的抗拉强度从1357 MPa降低到761 MPa,断后延伸率从11.7%提高到28.4%,室温冲击功从34.3 J提高到98.7 J,低温冲击功从24 J提高到90.3 J。这表明,回火温度降低对其冲击功的影响逐渐减弱,低温冲击功下降最低只有8%,其原因是碳化物的球化改变了微观变形行为。在满足室温力学性能标准的情况下,调整回火温度可改善这种钢的低温冲击韧性。

感应淬火对半轴用非调质钢高周疲劳性能的影响

利用旋转弯曲疲劳试验方法对比研究了一种半轴用铁素体+珠光体型非调质钢感应淬火前后高周疲劳性能的变化。结果表明,试验钢试样感应淬火后表层形成了厚度约1.2 mm、平均显微硬度约650 HV0.3的马氏体组织淬硬层。该淬硬层具有较高的残余压应力和十分细小的原奥氏体晶粒。感应淬火处理后,试验钢的疲劳耐久极限从420 MPa提高到716 MPa。疲劳断口的SEM观察表明,未经感应淬火试样的疲劳裂纹均起源于试样的表面基体,而经表面感应淬火后的疲劳裂纹则起裂于淬硬层边界附近的内部基体。

淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织演变及力学性能的影响

通过Thermo-calc热力学计算软件、扫描电镜、光学显微镜、冲击试验及拉伸试验等,研究了淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,Nb微合金化齿轮奥氏体平均晶粒尺寸增加,但保持在20μm以下,晶界稳定性较高;根据Thermo-calc热力学计算结果可知,主要存在的碳氮化物为Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)、NbC以及AlN,其中Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)固溶温度较低,分别为730℃和749℃,NbC、AlN固溶温度较高,分别为1180℃和1070℃,NbC和AlN为主要钉扎晶界、细化晶粒的碳氮化物;NbC中存在少量的N元素,在一定温度下,NbC有向Nb(C,N)转变的趋势。随着淬火温度的升高,屈服强度呈降低趋势,抗拉强度在860℃出现平台,冲击性能先升高后降低。含Nb齿轮钢18CrNiMo7-6具有较宽的工艺设计窗口,最佳热处理工艺为860℃淬火+180℃低温回火,此时抗拉强度为1455 MPa,屈服强度为1229 MPa,冲击吸收能量为100 J,硬度约为44 HRC。