一种提高45钢力学性能的热处理工艺

研究了提高45钢力学性能的高压调质热处理工艺。采用光学显微镜、硬度计和电子万能试验机观察和测试了该工艺处理后45钢的组织和力学性能,并与相同工艺常规热处理的样品相比较。结果表明:该工艺有效提高了45钢的力学性能,在4 GPa压力作用下,经900℃保温15 min处理后再经550℃保温40 min回火处理,45钢的硬度和压缩屈服强度分别为36.5 HRC和928 MPa,较同工艺常压调质处理的分别提高了17.74%和16.88%。

45钢水口结瘤原因及控制

研究了45钢生产过程中中间包水口结瘤问题的原因并提出了改进措施。利用高速数据采集系统及EDX荧光分析技术监测了钢液波动情况及水口结瘤物的成分。结果表明:高熔点Al_(2)O_(3)非金属夹杂物和钙处理过程形成的CaS在中间包浸入式水口内壁聚集是水口结瘤的原因。减少Al_(2)O_(3)的产生量,同时防止过量的[Ca]与[S]形成CaS是解决水口结瘤的根本措施。通过将钢水成品钙含量控制在6×10^(-6)~10×10^(-6);LF过程渣料配比二元碱度控制在3.5~5范围,做到硫含量可控,同时硫合金化前置到VD真空前;将LF离站铝含量控制在≤0.015%;VD真空后减少合金化种类,铝合金化后进行钙处理,间隔时间设定为3~5 min;钢水过热度控制在25~35℃等工艺措施改善了45钢的可浇性,实现了整浇次稳定生产,中间包水口结瘤问题随之解决。

基于电阻层析成像的45钢表面缺陷检测研究

本文提出一种利用电阻层析成像技术来检测45钢中的缺陷的方法。对45钢缺陷进行检测时,因其具有低电阻、高电导率的特点,使得检测的信号比较微弱且易受到噪声干扰,难以从检测信号中获取利于图像重建的特征。因此,通过构建特定用于45钢检测的电阻层析成像设备,可获取较大的信号强度数据,并利用小波分析对其进行的数据处理,分离噪声种类以及提取有效的单频特征信号,从而有效的改善图像重建的质量。采用5种算法对其进行成像,结果表明,总变异重建算法面对缺陷位置的多种情况,均可以有效的识别缺陷位置及大小。

与45钢对摩材料干摩擦条件下的摩擦学性能

为选择与45钢对摩的摩擦副材料以适应干摩擦苛刻工况,采用RTEC多功能摩擦试验机,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、改性聚醚醚酮树脂(改性PEEK)、浸渍呋喃树脂碳石墨(M120K)和浸渍巴氏合金碳石墨(M120B)4种配副材料的摩擦学性能进行测试,并利用扫描电子显微镜对磨损表面进行观察和分析,从微观角度揭示了4种材料的摩擦磨损机理。结果表明,随着载荷和转速的增加,平均摩擦系数大致呈现出M120B<UHMWPE<改性PEEK<M120K的规律,磨损率则大致呈现出M120B<改性PEEK<M120K<UHMWPE的规律。当载荷增大时,UHMWPE和M120K由磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损;改性PEEK以粘着磨损为主并伴随轻微的磨粒磨损;M120B表现出磨粒磨损与粘着磨损共存的形式。当转速增大时,UHMWPE和M120B以磨粒磨损为主并伴随轻微的粘着磨损;改性PEEK和M120K以粘着磨损为主并伴随轻微的磨粒磨损。

45钢的温变形行为及本构模型

在变形温度为600~700℃,应变速率为0.001~1 s^(-1)及变形量为60%的条件下,采用Gleeble-3500热模拟试验机对45钢进行了等温压缩试验,研究了其温变形行为。在对45钢真应力-真应变曲线进行摩擦修正及绝热修正的双修正基础上,建立了45钢基于Arrhenius方程的本构方程、基于应变补偿的Arrhenius本构方程和BP(Back-propagation)神经网络的本构模型。结果表明:45钢的流变应力对变形温度和应变速率十分敏感,随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增加。通过计算本构方程的预测值和试验值的相关系数与平均相对误差发现:基于Arrhenius方程的本构方程,相关系数为0.98537,平均相对误差为3.1197%;基于应变补偿的Arrhenius本构方程,相关系数为0.97923,平均相对误差为4.42948%;基于BP神经网络的本构方程,相关系数为0.99682,平均相对误差为2.28368%,表明基于BP神经网络的本构方程的整体预测性较好,具有较低的误差及较好的预测性。

热处理工艺对45钢显微组织及力学性能的影响

为优化45钢的综合力学性能,在标准化退火+淬火回火的基础上,设计了3种不同冷却速率的淬火工艺,分别为油淬火、NaNO3盐浴淬火和水淬火。利用光学显微镜、扫描电子显微镜等设备观察了3种淬火状态下的钢料显微组织,发现冷却速率对45钢的马氏体片层尺寸、密度分布具有显著影响。运用拉伸试验机、砂砾冲击试验机,测试了热处理后钢的抗拉强度、屈服强度、延性及冲击韧性。结果表明:NaNO3盐浴淬火处理后的钢在屈服强度、抗拉强度、延性方面均优于油淬火和水淬火处理后的钢;油淬火处理后的钢的冲击韧性最高。研究证明,适当控制淬火冷却速率,可以有效优化45钢的力学性能。

J-C本构模型参数对45钢钻削仿真结果的影响规律

基于AdvantEdge FEM软件建立了45钢钻削过程的有限元数值仿真模型,通过单因素仿真试验获得了一组用标准麻花钻钻削45钢工件时的扭矩、轴向力、钻削温度和切屑形态仿真数据,并据此研究了45钢J-C本构模型的5个参数(屈服强度、硬化模量、应变率敏感系数、温度软化系数、应变硬化指数)对钻削过程数值仿真结果的影响。结果表明,45钢J-C本构模型的5个参数对其钻削过程数值仿真结果的影响具有明显的规律性。在给定的工艺参数与工件材料J-C本构模型的5个参数的取值范围内,扭矩、轴向力与钻削温度受屈服强度、硬化模量、温度软化系数的影响较大;切屑卷曲半径的变化主要受屈服强度、温度软化系数、应变硬化指数的影响,与参数硬化模量、应变率敏感系数的关系不大。该结果对调整与优化用于钻削过程有限元数值仿真的工件材料J-C本构模型参数,获得准确的钻削过程数值仿真结果有一定的参考价值。

45钢环断裂原因

某45钢环在进行淬火时发生断裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜和能谱分析、金相检验、硬度测试等方法对钢环断裂原因进行分析。结果表明:钢环的断裂性质为淬火断裂,较高的加热温度和水冷形成的淬火应力是其断裂的主要原因,零件基体存在大量沿环向分布的MnS夹杂物,严重割裂了基体的连续性,对心部断裂起到促进作用。

45钢特厚复合坯真空电子束焊接头裂纹倾向分析

采用真空电子束焊接方法封焊并制备45钢特厚复合坯,通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、冲击试验机等设备,分别分析了45钢复合坯封焊过程中不同位置(1#起弧处、2#中部、3#收弧处)接头组织与力学性能。结果表明,焊接位置由起弧处向收弧处变化时,接头熔深几乎不变,热影响区域面积逐渐减小。1#接头焊后冷却速度相对较慢,焊缝根部无裂纹产生,组织为针状马氏体与团块状托氏体混合物,硬度为588 HV,焊缝根部冲击性能为25.7 J,断口呈韧性断裂;2#及3#试样焊后冷却速度快,焊缝根部产生明显的穿晶裂纹,组织均为针状马氏体,随着焊后冷却速度的加快,马氏体数量增多尺寸变细;硬度分别升高至674 HV与729 HV,冲击性能下降,分别为18 J与13.7 J,并呈脆性断裂。

45钢电子束焊接头组织及显微硬度分析

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计等设备分析了45钢焊接接头组织转变及显微硬度,结果表明:采用真空电子束焊接45钢时,焊缝成形好,接头不同区域均无裂纹产生;其中母材区域组织为铁素体+珠光体;热影响区域中靠近母材一侧组织为网状铁素体+细珠光体,硬度为255HV;受热输入影响,靠近焊缝一侧晶粒长大,并产生粗大的片状马氏体组织,使硬度升高为324HV;焊缝区域中根部由于冷速较快组织为均匀细小的针状马氏体,硬度最高,为719HV;随着冷却速度的减慢,焊缝区域从根部至头部变化时,组织由针状马氏体逐渐转变为团絮状托氏体,硬度显著降低,变为341HV。

复合电磁搅拌对45钢连铸圆坯碳偏析的影响

以齿轮用45钢Φ210 mm连铸圆坯为研究对象,通过对比复合电磁搅拌(M+F-EMS)与单独使用结晶器电磁搅拌(M-EMS)对连铸圆坯碳偏析效果的影响,确定复合电磁搅拌参数对连铸圆坯碳偏指数的影响。结果表明:使用复合电磁搅拌比单独使用结晶器电磁搅拌的碳偏指数波动小。最佳复合电磁搅拌参数为M-EMS 2 Hz/200 A;F-EMS 8 Hz/250 A。

45钢链轮淬火裂纹常见原因分析与预防

45钢链轮在调质处理或感应淬火时,表面时常出现淬火裂纹。对淬火裂纹产生原因进行分析,提出了预防淬火裂纹的措施。应根据链轮化学成分、原材料金相组织、链轮结构复杂程度和表面状态等进行分析,制定合理的热处理工艺,采取预防措施,减小链轮淬火时热应力和组织应力。还需要加强现场工艺操作管理,增强责任心,避免45钢链轮淬火裂纹产生。

不同热处理工艺对45钢组织结构和性能的影响

研究了通过改变冷却速度(空冷、油冷、水冷)和回火温度(200℃、400℃、600℃)对45钢显微组织和力学性能的影响。利用金相显微镜和X射线衍射仪对其显微组织及结构进行分析,用洛氏硬度计对其硬度进行测量。结果表明,冷却速度越快,得到的45钢硬度越高,840℃水淬所得45钢硬度最高。回火温度对45钢的显微组织和力学性能影响较大,回火温度越高,45钢的硬度越低,600℃回火所得45钢的综合力学性能最佳。

高效率生产优质45钢工艺实践

文章介绍了45#优质碳素结构钢冶炼的生产实践。依据客户对45钢产品的质量要求,结合公司的设备能力,通过严格控制关键工艺环节,不断优化生产工艺技术,同时各工序紧密配合提高效率,探索出适合汉钢公司的提质降本,稳定高效顺行的优质45钢工艺技术。

金属表面处理剂等离子弧处理对冷拔45钢的表面性能研究

冷拔45钢平键应用广泛,等离子弧处理可以明显提高冷拔45钢的表面硬度,但是会增加表面粗糙度。为了获得稳定的表面性能,文章对冷拔45钢的金属表面处理剂等离子弧处理表面加工研究。结果表明,经过金属表面处理剂等离子弧处理的钢表面的显微硬度提高了约40%,硬度层深度约20μm;粗糙度与试样等离子弧处理前接近。与气相介质等离子弧处理表面加工相比,金属表面处理剂等离子弧处理在不影响冷拔45钢平键表面光洁度的情况下,可以明显提高其表面硬度。

淬火介质对45钢组织和性能影响研究

45钢在预定温度淬火实验后通过在不同浓度的NaOH溶液快速冷却,通过金相试样制备,用金相显微镜进行组织观察,研究了淬火后金相组织的分布情况;通过洛氏硬度和显微硬度的测量,研究了何种状态下性能更优秀;通过对试样进行冲击试验,研究试样的冲击韧性。结果表明在碱性淬火液体下淬火45钢可以完全取代其他昂贵淬火液体下的淬火。并且在10%NaOH淬火介质中淬火后,平均硬度达到56.1HRC,金相组织相对比较均匀。

热轧45钢加工开裂缺陷原因分析与改进

结合用户在加工热轧45钢过程中发生的开裂缺陷问题,采用GX51光学显微镜进行了金相检测,统计分析了产生开裂缺陷的原因主要为夹杂物、带状组织、残余应力和脱碳,并提出带钢生产工艺过程的改进方法,经现场生产评价及用户反馈,开裂比例由原来的0.5%下降到0.12%以下。

45钢亚温淬火参数模拟计算及实验研究

利用JMatPro软件对45钢进行了相转变及淬火性能模拟计算,得到45钢的平衡相图及相转变温度。对不同淬火温度下的组织及性能进行分析,制定出45亚温淬火工艺参数并进行了实验研究。结果表明:45钢的A1温度为725℃,A3温度为773.8℃,要想获得全部马氏体组织,冷却速度必须大于100℃/s,亚温淬火的最佳温度为770℃。45钢经770℃亚温淬火+570℃回火,组织为回火索氏体+少量粒状铁素体,可获得良好的综合力学性能。

45钢表面TD-Cr/PVD-CrN复合涂层磨蚀性能

目的采用热扩散(TD)渗金属技术和物理气相沉积(PVD)技术对45钢表面进行强化,以提升45钢表面硬度和抗磨蚀性能,延长45钢的使用寿命。方法采用热扩散渗金属技术和物理气相沉积技术制备TD-Cr、PVD-CrN及TD-Cr/PVD-Cr N(Cr/CrN复合涂层)3种涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究涂层的微观形貌、元素分布和物相组成。通过纳米压痕研究涂层的硬度、弹性模量。通过摩擦磨损实验和电化学腐蚀实验,研究涂层的摩擦性能和腐蚀性能。结果TD-Cr、PVD-Cr N、TD-Cr/PVD-Cr N 3种涂层的组织结构均致密均匀,厚度分别为19.78、1.075、32.24μm。TD-Cr/PVD-Cr N涂层的硬度达到28.7 GPa,高于其他涂层,同时,Cr/Cr N复合涂层的弹性模量和弹性恢复能力均优于其他涂层。在盐水环境下,TD-Cr、PVD-Cr N、TD-Cr/PVD-CrN的摩擦因数分别为0.52、0.38、0.35,磨损体积分别为26、0.15、0.05,TD-Cr/PVD-CrN展现出较好的耐磨性能。在盐水环境下,TD-Cr/PVD-CrN涂层的抗腐蚀性能略低于TD-CrN涂层。结论综合看来,TD-Cr/PVD-CrN复合涂层可以有效提升45钢的表面抗磨蚀能力,延长其使用寿命。

45钢表面激光熔覆CoCrNi中熵合金涂层组织与性能

为探究CoCrNi中熵合金在激光熔覆领域中的应用,以CoCrNi合金粉末作为熔覆粉末,在45钢表面采用同轴送粉法制备合金涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪、摩擦磨损实验机和电化学工作站等设备研究了熔覆层微观组织、硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。结果表明:熔覆层成形良好,组织均匀致密,组成相主要为FCC单相固溶体;熔池与基体交界处为平面晶,底部靠近中心为柱状晶,顶部分别为胞状晶和等轴晶,3种元素在熔覆层深度方向上的比例几乎相同;熔覆层平均硬度为250HV,摩擦系数、磨损量较基体分别降低了11.7%和36.7%;自腐蚀电流密度略有降低,CoCrNi熔覆层的钝化区域为-150到1100 mV,表明熔覆层显著提高45钢的耐腐蚀性能。