钛对非调质塑料模具钢奥氏体晶粒长大规律的影响

汽车和家电行业对高品质大截面塑料模具钢的需求量逐渐增大,但随着塑料模具钢截面厚度的增大,其出现粗晶的可能性也增大,这使得合理的热处理工艺设计显得尤为重要。通过添加钛来抑制高温处理过程中奥氏体晶粒的长大行为,并着重研究微合金钛元素对非调质塑料模具钢奥氏体晶粒长大的影响规律。研究发现,含0.03%钛的非调质塑料模具钢在均质化温度高于1 050℃时具有较好的抗晶粒粗化能力,原因是组织中晶界附近存在一定量的以Ti(C,N)为主的析出相。通过以上研究建立了奥氏体晶粒长大模型,该模型可有效预测非调质塑料模具钢高温均质化过程中的奥氏体晶粒长大规律。

晶粒尺寸对贝氏体钢SDP1的连续冷却转变规律的影响

采用热膨胀仪测量了150μm和20μm大小两种晶粒尺寸的SDP1贝氏体钢的过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,结合组织观察、硬度测试、热力学计算及动力学分析研究了晶粒尺寸对相变过程组织和硬度的影响。结果表明,小晶粒材料在低冷速相变过程中出现了片状珠光体,最低硬度为305HV,贝氏体转变对应冷速区间较小;大晶粒材料在各冷却条件下无珠光体产生,且贝氏体转变区较大,最低硬度为423HV。150μm和20μm晶粒材料的贝氏体相变激活能分别为124kJ·mol^(-1)和134kJ·mol^(-1)。

高功率激光对不同模式熔化极气体保护焊熔滴过渡与焊缝成形的影响

通过对10 mm厚Q345钢进行高功率激光-电弧复合焊接实验,对比研究了7.5 kW激光对不同模式电弧焊接熔滴过渡与焊缝成形的影响。结果表明:高功率激光的加入对标准熔化极活性气体保护电弧焊(MAG)、冷金属过渡弧焊(CMT)和脉冲电弧焊接过程中的熔滴过渡有显著影响。在标准MAG焊接过程中,激光会吸引和压缩电弧,导致电弧长度显著缩短,同时匙孔喷出的金属蒸气与等离子体会降低熔滴过渡频率;在CMT焊接过程中,激光会延长单次短路过渡周期,同时引起的熔池振荡会降低短路过渡的稳定性;在脉冲电弧焊接时,激光的加入提高了熔滴过渡频率,同时匙孔处的气流对熔滴过渡起阻碍作用,使熔滴向熔池侧面过渡,造成飞溅的产生。与单一电弧焊接相比,激光-标准MAG与激光-脉冲电弧复合焊接中的焊缝熔宽增加,而激光-CMT焊接中的焊缝熔宽的变化不明显;受熔滴直径和过渡频率的影响,激光-标准MAG与激光-CMT焊接中的焊缝余高减小,而激光-脉冲电弧焊接中的焊缝余高略有增加。三种电弧模式下激光与电弧相互作用的熔化能增量值(ψ)不同,其中,激光-脉冲电弧复合焊接的ψ值最高(36%),其次为激光-标准MAG复合焊接(19%),激光-CMT复合焊接的ψ值最小(-12%)。

电弧功率对高功率激光-电弧复合焊接熔滴过渡与飞溅的影响

对10 mm厚Q345钢进行高功率激光-MAG复合焊接试验,研究电弧功率对焊接过程熔滴过渡行为与飞溅的影响。结果表明:电弧功率会显著影响焊缝形貌与熔滴过渡行为,电弧功率过高或过低均会导致焊缝表面塌陷;当电弧功率为6860 W时,可获得平整光滑的焊缝形貌,且无咬边塌陷等缺陷;随着电弧功率增大,溶滴过渡模式逐渐由含短路过渡的混合过渡模式向单一射流过渡模式转变,前者主要包括大滴过渡、射滴过渡、射流过渡分别与短路过渡组成的混合过渡模式;混合过渡模式下的短路过渡是产生飞溅的主要原因,在单一射流过渡模式下匙孔处的羽辉气流会促进飞溅的产生。