环形锻件风冷温度场仿真优化

热处理是决定金属最终组织性能的关键,其中冷却过程温度场控制是热处理的核心。大型环形锻件尺寸规格大、风冷热处理条件下温度场一致性差、控制难。针对上述难题,本文通过环形缩比件风冷正火实验与测量,反算对流换热系数,开展环件风冷散热的模拟仿真,研究环形件风冷温度场演变情况,并给出风冷工艺的优化策略。结果表明,环形件风冷正火过程流场与温度场耦合变化,合理设计导流台和风速能够改善流场分布,并显著提高环件散热效率。本方法能够为大型环形锻件风冷正火过程的温度场分析以及热处理工艺优化提供技术支撑。

等温正火线贯通一体式结构设计缺陷及改造

分析等温正火线两种典型结构,详细阐述加热炉与速冷室一体化设计缺陷及使用过程中的危害,并对比分析改造方案,综合多方因素以获取最佳效果。最终实施“分体式”改造方案,彻底消除缺陷。经4年跟踪验证,设备使用稳定可靠,大幅降低了维护成本。

正火工艺对EA1N车轴组织与性能的影响

采用光学显微镜、力学性能测试,研究不同加热温度及保温时间对EA1N车轴钢正火态显微组织与力学性能的影响,且采用黑匣子(耐热温度记录仪)测试生产过程车轴温度变化,开展工艺优化后生产试验验证。结果表明:锻态EA1N车轴经正火后,显微组织细化,铁素体含量降低,而强度略微下降,塑性明显提高;正火在保温时间为60min,温度在830~890℃之间时,对EA1N车轴组织及性能的影响不大,晶粒度为8~9级,屈服强度和抗拉强度极差均<5MPa;选择在860℃正火,保温时间在0~120min之间时,对车轴的组织及性能的影响较小,均由细珠光体和铁素体组成,强度极差<8MPa;EA1N车轴热处理生产试验缩短正火保温时间甚至零保温后,各项性能指标均满足EN 13261:2020技术要求。

正火冷却速度对20CrNiMo钢组织和性能的影响

利用扫描电镜、金相显微镜和硬度计等检测手段研究不同正火冷却速度对20CrNiMo钢组织和性能的影响。结果表明:经炉冷的20CrNiMo钢组织中主要为珠光体和铁素体;经风冷的20CrNiMo钢组织中主要为珠光体和铁素体,此外还发现少量的马氏体;经空冷+风冷的20CrNiMo钢组织中除了珠光体和铁素体外,还发现一定量的马氏体。随着正火冷却速度的增加,容易诱发马氏体相变。此外还发现,随着正火冷却速度的增加,20CrNiMo钢的洛氏硬度基本保持平稳,显微硬度部分区域有所上升,这与组织变化趋势相一致。

正火工艺对Q345R钢板组织及性能的影响

对厚度30 mm和60 mm的Q345R锅炉容器板分别进行了不同的正火工艺试验,研究不同入炉温度和存炉时间对Q345R钢板组织和性能的影响。结果表明,入炉温度为600℃,正火温度为900℃,厚度30 mm和60 mm钢板的存炉时间分别为34 min和101 min, Q345R钢板能够获得良好的强韧性匹配,其性能与现有常温正火工艺的性能接近,且该工艺缩短存炉时间20%~33%,有效降低生产成本,提高生产效率。

等温正火炉冷却段喷管的冷却特性研究

等温正火工艺中快冷段的喷管形式决定了棒料冷却的均匀性,直接影响产品质量。文章利用fluent软件对两种结构喷管的流场和压力场进行了数值模拟,然后通过拖偶测试的方法测量棒料表面与芯部的温度,对喷管冷却性能进行研究。数值模拟和拖偶测试均表明在等温正火条件下,结构形式一的喷管气体流速和压力更为均匀,快冷过程中冷却的更均匀。

大尺寸行车行走轮石墨化及正火控冷工艺优化研究

大尺寸行车行走轮在铸造和正火热处理后力学性能是否能够满足要求,影响了行车的负载和行驶安全。文章通过对行走轮铸造工艺、正火工艺的分析,确定行走轮力学性能不足的主要原因为石墨球的圆整度不足和正火冷却速度控制不当。在常规工艺的基础上,增加铸造阶段的孕育剂、覆盖剂,提高了石墨球的圆整度。在正火冷却阶段,严格控制喷雾冷却和风冷的时间,优化了热处理控冷的工艺参数,获得力学性能稳定的铸件,为国内大尺寸行车行车轮的生产提供了可借鉴的工艺方案。

正火——影响渗碳齿轮热处理畸变的一个重要因素

列举了影响渗碳齿轮热处理畸变的各种因素,强调了正火这个易被忽视的重要因素。正火处理不当是渗碳齿轮无规律热处理畸变的主要原因,采用严格控制工艺参数的等温正火或利用锻造 (轧制 )余热等温正火是减小渗碳齿轮畸变的有效措施。

回火温度对Q690D级高强结构钢组织和性能的影响

研究了回火温度对经一定温度淬火后Q690D级高强结构钢组织和力学性能的影响。结果表明：930℃淬火并于350-660℃回火时，随回火温度的升高，Q690D的淬火组织逐渐转变为回火马氏体、回火托氏体和回火索氏体；强度逐渐降低，屈强比逐渐升高，出现了第一、二类回火脆性，当回火温度为640℃时强韧性配合最好，此时Rpo．2=748MPa，Rm=802MPa，A50=41．0％，AKV（20℃）=181J，AKV2（-40C）=97J。

淬火微观组织对重轨钢疲劳裂纹扩展速率的影响

以U75V重轨钢CT(Compaction test)试样为研究对象,分别研究了冷速为3℃/s、5℃/s及空冷轧态的组织对稳定区(疲劳扩展Ⅱ区)疲劳裂纹扩展速率的影响,疲劳试验在高频共振疲劳试验机上进行。研究结果表明:疲劳裂纹扩展速率随着珠光体片层间距的减小而降低,冷速由大到小(5℃/s、3℃/s、空冷)所对应的n值分别为3.603 05、3.631 18和3.885 28;珠光体组织的疲劳裂纹断裂形式主要以穿晶断裂为主,同时伴随部分沿晶断裂;片层间距影响裂纹扩展路径的偏折程度,偏折程度随片层间距的减小而增大,增大的裂纹偏折路径对裂纹扩展的阻碍作用增强,有利于疲劳裂纹扩展速率的降低。

中厚板正火控制冷却系统的设计与应用

介绍了一套中厚板正火控制冷却系统,详细说明了控制冷却系统的机械设备及自动控制系统的组成及特点。通过对某厂生产的几种正火钢板性能数据的比较得出以下结论:钢板正火后经控冷系统处理,屈服强度与抗拉强度均有不同幅度的上升,而伸长率和冲击功有小幅下降,正火控冷系统对提高正火钢板的合格率与正火钢板的档次具有重要意义。

从渗碳齿轮钢锻坯的正火处理探讨正火标准

从渗碳齿轮钢锻坯正火处理主要目的是改善切削加工性能,还是减小或稳定渗碳淬火后的变形进行分析,阐述了现行国家标准中的正火工艺和显微组织要求与目前齿轮制造工艺的不适应性和存在的问题,提出了修改意见。认为正火标准应区别为:作为钢件最后热处理的正火和预先热处理的正火两种,并依此采用不同的正火工艺和要求不同的显微组织形态。

12Cr2Mo1R特厚板正火过程中贝氏体组织控制

采用静态CCT(Continuous Cooling Transformation)曲线结合温度场有限元数值计算的方法,对12Cr2Mo1R特厚板正火加速冷却后贝氏体组织形成进行控制。由静态CCT曲线和显微组织确定形成贝氏体组织最小冷却速率(临界冷却速度),冷却速度大于临界冷却速率时,获得贝氏体组织。由于特厚板心部是获得贝氏体最为困难的部位,因此对心部贝氏体组织形成进行详细的研究。通过有限元数值计算研究特厚板表面冷却强度对心部冷却速率的影响,进而控制中心冷却速率并获得贝氏体组织。结果表明,贝氏体组织形成的临界冷却速度约为1℃/s;冷却速率与钢板表面冷却强度呈指数关系;板厚超过180 mm时临界冷却强度急剧增加,心部很难获得贝氏体组织,且组织均匀性变差。

回火参数对40Cr3MoV钢性能和组织的影响

研究了回火温度和时间对 4 0 Cr3Mo V钢力学性能的影响。同回火时间相比 ,回火温度对力学性能的作用要显著得多。在 5 5 0℃以下回火时 ,力学性能随回火温度的提高变化缓慢 ;当回火温度高于 5 80℃时 ,随回火温度的提高 ,强度急剧下降 ,韧性迅速增加。

退火温度对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶带材软磁性能的影响

采用单辊法制备了宽20 mm、厚25μm的Fe78Si9B13非晶带材,再将非晶带材进行不同温度的退火处理,研究了退火温度对其软磁性能的影响。结果表明,随退火温度的升高,Fe78Si9B13非晶带材的初始磁导率、饱和磁感应强度、矫顽力和电感呈先增大后减小的趋势;当退火温度达到400℃时,其综合软磁性能最佳,初始磁导率为6.648 K,饱磁感应强度为1.517 T,矫顽力为15.73 A/m。当退火温度达到450℃时,其磁导率受磁场强度的影响很小,呈现出恒导磁特性。

热处理对TC4-DT钛合金棒材组织和力学性能的影响

研究了热处理制度对TC4-DT准100 mm棒材的组织和力学性能影响。结果表明:单重退火下,棒材的显微组织为等轴的初生α+β转组织,且随退火的温度的升高,初生α相增加,含量达60%以上。双重退火下,棒材的显微组织为双态的α+β转组织,且随第一重退火温度的降低,初生α相增加,但初生的α相含量小于40%。双重退火的室温拉伸强度低于单重退火的室温拉伸强度。

合金渗碳钢正火时铁素体形态的控制

选用20CrMoH钢汽车齿轮毛坯,模拟锻(轧)后产生粗大奥氏体晶粒的奥氏体化加热温度,采用不同冷却工艺,控制钢件等温处理和之前连续冷却时的铁素体转变过程,以确保产品正火质量。结果表明,20CrMoH钢锻(轧)毛坯原奥氏体晶粒虽然比较粗大,但通过控制冷却调整铁素体的形态,不仅可避免生成魏氏组织,还可以提高产品质量,实现组织均匀,力学性能稳定。

正火冷却速度对18CrNiMo7-6齿轮钢组织和硬度的影响

18CrNiM07-6钢(/%:0.17C、0.59Mn、0.24Si、1.56Ni、1.71Cr、0.28Mo)为表面硬化齿轮钢要求正火后钢的组织为铁素体+珠光体和较低的HB硬度值。18CrNiM07-6钢连续冷却后易得到高硬度的贝氏体组织。通过实验室高温箱式电阻炉试验表明,870～900℃1 h-640～660℃4 h炉冷至300℃,空冷,该钢的组织为铁素体+珠光体+贝氏体组织,HB硬度值为340～350;而870～900℃1 h,30℃/h至640～660℃,炉冷至300℃,空冷,该钢的组织为铁素体+珠光体,HB硬度值为190～210:生产试验表明,30 tΦ180 mm 18CrNiM07-6钢锻材经900℃10 h,≤30℃/h至650℃25 h,30℃/h至500℃空冷,可获得铁素体+珠光体组织。

汽车齿轮渗碳合金钢材料的热处理工艺探讨

通过对17CrNiMo6、18Cr2Ni4W、22CrMoH三种汽车合金钢进行正火、正火+高温回火以及等温退火等不同热处理工艺试验,综合分析热处理工艺对合金钢金相组织、力学性能和切屑性能的影响,并以此提出各材料合理的热处理工艺。

正火处理对灰铁型材组织与性能的影响

采用水平连续铸造工艺制备了矩形截面120 mm×100 mm灰铁型材,对比研究了不同温度奥氏体化对正火组织与性能的影响。结果表明,该灰铁型材表层10 mm处为D型石墨,1/2R为E型石墨,心部为A型石墨,基体中的珠光体分别为5%,15%和15%。880、900和920℃分别保温2 h后出炉空冷的正火组织,表层10 mm处珠光体含量均接近80%;1/2R处的珠光体含量分别为40%、50%和60%;心部的珠光体含量分别为30%、40%和50%。铸态表层硬度为92 HRB,1/2R处和心部硬度低于表层,硬度差为6.4 HRB,正火热处理能够提高灰铁型材心部力学性能,降低不同部位的硬度差和拉伸强度差。正火温度越高,越有利于石墨片附近获得高碳奥氏体,有利于珠光体的形成,有利于灰铁型材断面组织与性能均匀性的提高。920℃×2 h正火,表层的拉伸强度超过350 MPa,断面性能均匀性得到提高,表层和心部的拉伸强度差仅为30 MPa。