碳含量对船体钢耐蚀性的影响

通过干湿循环腐蚀试验模拟热带海洋大气环境,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、动电位极化曲线、阻抗谱测试等表征手段,研究了不同碳含量对船体钢耐蚀性的影响。结果表明,降碳会减少钢中珠光体含量,使腐蚀产物中具有稳定结构的α-FeOOH的比例增加,从而提高基体的电位,并使得腐蚀产物膜层电阻和电荷转移电阻增大,形成粘附性好、稳定、致密的锈层,表现出良好的耐蚀性。

35CrMo钢锭样坯裂纹成因分析

35CrMo液压室钢锭样坯在精加工时发现内孔壁有多条细微裂纹。为了查找裂纹成因,取样进行化学成分分析、低倍检验、金相检验和EDS分析。结果表明液压室钢锭样坯微裂纹系锻造时白点缺陷。分析了白点缺陷形成的主要因素为氢浓度、内应力(主要是组织应力)和夹杂物,在此基础上提出了白点缺陷的主要预防措施。

面向小型机动车齿轮件服役性能要求的选材优化

面向国内某摩托车企业产品开发需求,针对3种牌号的车用齿轮钢,进行了弯冲、接触疲劳和单齿弯曲疲劳对比检测,并结合金相、硬度、断口表征手段,综合评价了3种齿轮钢服役性能优劣。在此基础上进一步从零件角度验证了3种齿轮钢的应用成效性。结果表明,16MnCr5H的综合力学性能、工艺性能、接触疲劳和弯曲疲劳与20CrMoH相当,优于20CrMnTiH,因此可代替20CrMoH和20CrMnTiH制造高负荷的摩托车齿轮,满足性能提升及应用性价比目标。

动载荷下Mn13Cr2Mo高锰耐磨铸钢形变硬化行为

采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)的测试方法对不同冲击载荷下典型高锰铸钢Mn13Cr2Mo的形变硬化行为进行了系统研究。结果表明,随着气缸压强由0.2MPa增加至0.8MPa,Mn13Cr2Mo铸钢形变硬化过程可近似分解为线性硬化、非线性硬化两阶段;当压强为0.2 MPa时,线性硬化维持至约107 MPa时开始向非线性硬化阶段转变。当压强由0.4 MPa增加至0.6 MPa时,线性硬化向非线性硬化阶段转变的临界强度由123 MPa增加至356 MPa;在非线性硬化阶段,当压强高于0.4 MPa时高锰钢的应变硬化率明显提高。综合考虑线性硬化向非线性硬化的转变强度以及高锰钢的加工硬化速率,当气缸压强高于0.6 MPa时,由线性硬化向非线性硬化阶段转变的临界强度达到约356 MPa。材料在非线性硬化阶段的应变硬化率较高,此时试验用Mn13Cr2Mo高锰耐磨铸钢形变硬化能力被充分激发。

基于数值模拟分析CBN刀具车削参数对SAE-5120钢残余应力的影响

零部件表面的残余应力对其屈服极限、疲劳寿命有很大影响,残余拉应力与压应力对零部件的疲劳影响也存在差异。本试验主要研究CBN刀具切削SAE-5120钢时的表面残余应力,利用有限元数值分析方法设计不同切削速度、进给量和背吃刀量等切削参数,分析CBN刀具切削SAE-5120钢的表层应力状态以及切削用量对残余应力的影响,优化产生最小残余应力的切削参数,并结合极差法分析切削速度、进给量和背吃刀量对残余应力影响的显著度。有限元结果表明:采用CBN刀具切削SAE-5120时,工件表层会产生残余拉应力;切削速度对残余应力的影响最显著,其次是进给量;切削速度为200m/min和进给量为0.2mm/r时,工件表层残余应力最小。

多次调质对C110钢组织和摩擦磨损行为的影响

对C110无缝钢管进行调质处理,研究了调质次数对C110钢组织和摩擦磨损行为的影响。结果表明:随着调质次数的增加,C110钢晶粒发生细化,但细化效果越来越不明显,且材料中第二相不断聚集、长大;在晶粒度和第二相的共同影响下,C110钢的硬度随着调质次数的增加呈先升高后降低的趋势;经二次调质处理后,C110钢的晶粒细化明显,细晶强化效果显著,而第二相长大不明显,材料的耐磨性能最好。

多组元Fe-W-B合金本构方程及热加工图的研究

为解决铸造高硼合金难热加工以及硼化物呈网状分布的问题,本文以多组元Fe-W-B合金为例,采用Gleeble-3500热模拟实验机研究了其在变形温度800℃~1150℃、应变速率0.01s-1~10s-1条件下的高温流变行为。结果表明,多组元Fe-W-B合金的高温流变应力状态主要受温度和应变速率影响,具体表现为流变应力随着应变速率降低和变形温度升高而减小,真应力一应变曲线表现出动态回复型和动态再结晶型特征。本文还构建了Arrhenius型热变形本构方程并对其准确性进行了验证;根据热加工图确定了多组元Fe-W-B合金最佳热加工窗口并进行锻造验证。锻后,多组元Fe-W-B合金中的网状硼化物被有效破碎并且力学性能大幅提升。

防屈曲装置与试样间摩擦力对薄板拉压疲劳寿命的影响

采用TC4钛合金薄板防屈曲装置,在不同扭矩(1.5~2.5 N·m)和不同应变水平(0.25%~1.0%)下对SAPH440钢薄板试样进行拉压疲劳试验,研究了摩擦力对薄板试样疲劳寿命的影响,验证了防屈曲装置的适用性。结果表明:在以弹性应变为主导的低应变水平(0.25%)下,试样的疲劳寿命随摩擦力的增大而略微降低;在以塑性应变为主导的中高应变水平(0.5%~1.0%)下,试样的疲劳寿命随摩擦力的增大而增大;应变水平为0.25%,0.5%时试样裂纹扩展区中段疲劳辉纹间距均值分别为0.45,0.86μm,随着应变水平继续增大,疲劳辉纹变得不明显,出现了较为明显的二次裂纹。

回火温度对1000MPa级高强高韧钢显微组织和力学性能的影响

对含0.13%C、0.15%Si、1.06%Mn、0.84%Cu、3.09%Ni、0.51%Cr、0.61%Mo、0.02%Ni、0.05%V(质量分数)的高强高韧钢进行了860℃水淬,随后460~580℃回火。检测了钢的显微组织和力学性能,并采用Modified Williamson-Hall(MWH)方法计算了钢中位错密度。结果表明:随着回火温度的升高,钢中马氏体发生分解和回复,位错密度降低,从而室温抗拉强度降低、塑性提高;纳米富铜相和NbC的析出导致回火后钢的屈服强度高于淬火态;460和500℃回火的钢中M23C6碳化物的析出导致晶界断裂强度和低温冲击韧性降低,而更高温度回火的钢中分布于马氏体板条界的条状M23C6碳化物减少,由于组织回复造成的软化作用其低温冲击韧性明显改善;580℃回火的钢具有良好的力学性能,其屈服强度为1066.5 MPa,断后伸长率为18.8%,-40℃纵向冲击吸收能量为105 J。

热轧2100 MPa级54SiCrV6弹簧钢圆钢的生产

鉴于对弹簧钢产品的性能要求在不断提高,马钢公司通过化学成分优化和控轧控冷工艺的应用成功开发出了2100 MPa级、直径为18.6 mm、19.2 mm和21.5 mm的热轧54SiCrV6弹簧钢圆钢。经880℃油淬随后400℃回火后,圆钢的力学性能、硬度、显微组织、表面质量和非金属夹杂物含量等均达到了技术要求。采用热处理后的54SiCrV6钢圆钢制作的汽车悬架弹簧经受疲劳试验30多万次未断裂。

50CrVA弹簧钢断裂失效分析

某型液氨槽罐车在运输过程中安全阀突然起跳导致氨气泄露,经后期拆卸发现安全阀弹簧多处断裂。为了保证液氨槽罐车的安全运输,利用直读光谱仪、超景深三维显微镜、扫描电镜、金相显微镜、洛氏硬度计等仪器对失效弹簧进行分析。结果表明:弹簧存在非金属夹杂物,同时弹簧在淬火过程中马氏体的转变是不完全的,经过回火后组织内依旧存在碳化物和铁素体,从而使材质硬度降低。经过扫描电镜分析发现断口特征呈冰糖状,属于沿晶脆性断裂,同时断口上存在许多球状颗粒的氧化物和碳化物,也进一步加大了弹簧的的脆性。因此,非金属夹杂物以及回火后残存的碳化物和氧化物是导致弹簧断裂的主要原因。

T91/T92钢与不锈钢焊接接头硬度偏高的原因及热处理工艺优化

从焊接电流、焊后热处理温度及热处理设备三方面,对超(超)临界电站锅炉T91/T92与不锈钢焊接接头T91/T92钢侧热影响区硬度偏高的原因进行了分析和试验验证,提出了相应对策。结果表明:焊接电流对焊接接头硬度的影响较小。焊后热处理温度低于730℃的异种钢接头T91钢侧热影响区硬度偏高。该异种钢焊口排列发生位移、履带式电热器焊后局部热处理的有效加热范围较小是造成接头T91钢侧热影响区硬度偏高的主要原因。因此,焊后热处理温度宜选择为730~770℃,并提出了一种新型马弗炉焊后局部热处理方法,其有效加热宽度为220 mm,能保证焊后热处理效果。

高强镀锌板冲压脱锌原因分析

采用场发射扫描电镜、XRD衍射仪等设备,对3类高强镀锌板冲压脱锌零件进行分析,发现引起脱锌的原因主要有基板氧化、还原铁层过厚、抑制层不完整。结合现场生产工艺,对每一类原因进行分析,其中,基板氧化与带钢在炉内时间过长有关、还原铁层过厚与预氧化过度有关、抑制层不完整与带钢入锌锅温度低有关,相应提出了合理的解决方案,为生产改进和质量控制提供了方向。

回火温度对Cr-Mo-V系高强度钢力学性能的影响

回火温度对Cr-Mo-V系高强度钢力学性能的影响并非单调变化.在低于500℃时,随着回火温度的升高,实验钢的硬度、强度和应变硬化指数降低,塑性和韧性提高,在500-630℃的温度范围内,由于二次硬化效应,实验钢的硬度、强度和韧性变化不大.对单轴拉伸实验过程的能量分析表明,在450℃附近回火时有一能量低谷,而在585℃附近回火时有一能量高峰.在单轴拉伸状态下,断裂受裂纹扩展控制.

仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相组织的韧性

研究了仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢轧态组织的韧性与裂纹扩展特点.与单一粒状贝氏体组织相比,仿晶界型铁素体/粒状贝氏体夏相组织具有更好的强韧性配合.适量仿晶界型铁素体的存在增加了复相组织的协调变形能力,提高了裂纹形成功;同时使裂纹扩展路径弯曲、分叉,微裂纹尖端钝化,在一定程度上提高了裂纹扩展功.在粒状贝氏体转变的第二阶段（富碳亚稳奥氏体→马氏体/奥氏体（M/A岛）缓冷,已转变的马氏体将进行自回火,并提高残余奥氏体的热稳定性,从而使复相组织的裂纹扩展功得到明显提高.

汽车用双相钢的研究进展

双相钢以屈服强度高、初始硬化率高、高强度以及良好的塑性等优异的力学综合性能而受到各大汽车制造商的青睐,现已广泛应用于现代汽车制造业中。车身结构用钢采用双相钢不仅减轻车身质量、降低油耗,而且增大车身结构的抗凹陷能力;非车身结构用钢采用双相钢明显提升悬挂件以及车轮的强度和疲劳性能。就合金成分而言,主要合金元素的添加能够确保获得稳定的马氏体和铁素体双相,微量合金元素的添加能够细化显微组织,提升力学性能。热轧双相钢主要采用的是低温卷曲和中温卷曲两种工艺,冷轧双相钢的生产工艺以连续退火工艺为主。卷曲工艺的影响因素包括材料终轧温度和冷却速度,连续退火工艺的影响因素应考虑退火温度、冷却速度、等温时效温度。通过综述双相钢的合金元素对组织性能的影响规律、生产工艺与及组织性能控制的研究进展,探讨汽车工业中双相钢的研究发展方向。

弹簧钢60Si2Mn脱碳层软化的表征与研究

提出一种表征脱碳层软化的新方法，该方法借助Ｘ射线应力分析技术测量屈服强度在脱碳层深度方向上的分布．对弹簧钢６０Ｓｉ２Ｍｎ的脱碳层的屈服强度、Ｘ射线衍射线半高宽和显微硬度的层深分布作了对比和分析，在此基础上指出利用新方法进行软化表征有助于更深入阐明脱碳影响疲劳强度的机制，并有望建立某些定量关系．

420CL焊缝冷成形轮缘横裂分析及改进

客户使用420CL热轧钢带制作轮辋过程中,在滚型、扩涨等冷成形工序轮辋轮缘出现与焊缝垂直方向的横裂纹,通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪检测等手段,对420CL钢热轧基板及轮辋开裂焊缝进行分析,确定导致焊缝开裂的原因。结果表明:焊缝接头部位为受热和力作用的固态相变组织,其会遗传母材基体的高强度,母材基体强度高,对应其焊缝强度高、硬度大,其焊缝与母材的硬度差异大,焊缝接头表层存在的粗晶粒区与细晶粒区的交界成为裂纹源,导致轮辋外表面塑性变形时协调变形的能力差。通过分析合金成分对性能的影响,优化成分设计,用Ti代Nb,降低材料的强度及屈强比,提高延伸率,改善420CL的综合力学性能,用其制作轮辋时开裂率约0.6%,完全满足下游客户的需求。

SPHD带钢边部混晶产生原因及整改措施研究

针对SPHD热轧钢板生产过程中易出现边部混晶问题,利用生产现场跟踪调研、微观组织检验、拉伸实验等相关实验手段,研究分析SPHD热轧带钢边部混晶产生原因,并阐明混晶产生的机理。通过提高加热温度、终轧温度及严格控制从粗轧到层冷的各工段横向温度均匀性和冷却工艺,使带钢宽度方向的横向温差满足≤30℃,终轧边部温度≥850℃,产品组织性能均匀性得到明显提高,混晶组织得到消除,提高了成材率,满足了市场需求。

汽车用双相钢的研究与生产现状

双相钢以其优良的力学性能和成型性能在汽车行业得到了大力发展,成为理想的汽车用钢板。目前国内与国外相比,无论是在双相钢板基础理论研究上还是实际生产产品上都还存在着相当大的差距;介绍了国内外双相钢的研究现状及重点研究方向,指出国内应注重在双相钢的高强化、镀锌化、细晶化等方面加强研究,以适应我国对汽车用双相钢板迅猛增长的需求。