高承载曲轴用34CrNiMo6钢调质处理工艺强韧化机理研究

针对高承载曲轴需要高强塑性匹配的要求,选用34CrNiMo6钢并进行调质热处理,研究淬、回火温度对合金钢力学性能的影响规律,建立工艺-组织-性能的匹配关系,揭示合金钢调质热处理后强韧化机理。得出结论为:回火温度一定时,随着淬火温度升高,34CrNiMo6钢硬度、强度是逐渐小幅下降,伸长率先增加后减少,并在860℃时达到峰值,冲击功则逐渐增加。淬火温度一定时,随回火温度增加,硬度、抗拉强度和屈服强度呈现出先降低后增加最后又降低的趋势,伸长率和冲击功呈现出先增加后减小的抛物线形态。在580℃回火,硬度、强度达到小高峰,伸长率获得最大值,冲击功比560℃时的最大值略有下降。当回火温度超过600℃时,各项性能急剧下降。因此,34CrNiMo6钢的最佳调质工艺为:860℃淬火+580℃回火,其强韧化机理与索氏体的细化程度和残余奥氏体含量及变形过程组织中的位错密度有关。

34CrNiMo6钢连杆热处理工艺研究

针对某型号柴油机连杆强度和硬度匹配性差的问题,通过正交试验研究了34CrNiMo6钢连杆淬火回火热处理工艺,分析了不同工艺参数(淬火冷却介质、冷却时间、回火温度、回火时间等)对零件淬火、回火后的金相组织、硬度及力学性能的影响,得出了优化的热处理工艺参数。结果表明,影响34CrNiMo6钢连杆强度与硬度重要程度的因素次序是:回火温度最大,回火时间和淬火冷却介质其次,冷却时间最小。使用优化的工艺参数能使材料强度和硬度很好地匹配,满足柴油机连杆要求。

34CrNiMo6钢复合喷丸强化的有限元模拟

为了研究复合喷丸的工艺效果,利用ABAQUS有限元仿真软件进行模拟分析,建立了34Cr Ni Mo6钢随机多弹丸的周期性三维有限元模型。首先对所提出的周期性有限元模型进行周期性验证和试验验证,然后利用周期性有限元模型对复合喷丸的强化效果、不同喷丸强度对残余应力场的影响进行分析。结果表明:该周期性三维有限元模型可有效模拟喷丸强化效果;复合喷丸强化使34Cr Ni Mo6钢表面产生的残余应力和最大残余应力均高于单一喷丸产生的,且表面残余应力分布更加均匀,但最大残余应力所处深度不变;复合喷丸可得到更小的表面粗糙度。

改善34CrNiMo6含硫电渣钢B类夹杂物的工艺实践

34CrNiMo6钢(/%:0.30~0.38C,0.50~0.80Mn,≤0.40Si,0.015~0.035S,≤0.035P,1.30~1.70Ni,1.30~1.70Cr,0.15~0.30Mo)的冶金流程为30 t EAF-LF-VD-浇铸Φ470 mm电极-3.6 t ESR锭(Φ610 mm)-锻成Φ280 mm棒材。在分析冶炼过程中影响钢中B类夹杂物级别因素的基础上,通过将电极氧含量从20×10^(-6)降至11×10^(-6)、同时电极S含量由0.035%提高到0.045%,进而减少重熔过程FeS等附加剂的添加量,将萤石-Al_2O_3-SiO_2-MgO重熔渣系中萤石由45%提高到60%及SiO_2由15%降低到5%等措施,生产钢材的B类夹杂物级别由原先的2.5级降至≤1.5级,并且钢中硫分布均匀适中,保证了电渣钢的质量。

风力发电机主轴用34CrNiMo6钢的韧脆转变温度分析

为获得风力发电机主轴用34CrNiMo6合金结构钢的韧脆转变温度,沿其径向不同位置处制取V型冲击试样,并在-110~25℃进行了夏比冲击试验,利用Boltzman函数对剪切断面率与温度进行拟合,得到韧脆转变温度曲线并获得脆性断面占50%所对应的试验温度(即FATT50)。利用扫描电镜分别观察试样脆性及韧性断口形貌,简要分析了该材料在脆性及韧性条件下的断裂行为。试验结果表明:该主轴用34CrNiMo6钢的韧脆转变温度在-50^-70℃,且主轴表面的韧脆转变温度比芯部的稍低。较高试验温度下试样塑性断口表现出典型的韧窝状形貌,随着试验温度的降低,逐渐向解理形貌过渡。

舰船柴油机用34CrNiMo6钢工艺性能的研究

研究了新材料34CrNiMo6钢的工艺性能和力学性能,并与18Cr2Ni4WA钢进行对比分析,着重分析了该材料的应用性能和发展前景。

34CrNiMo6材料低温韧性研究

近年来34CrNiMo6材料作为1.5MW以上风力发电机组主轴材料之一在欧洲广泛应用,国内尚未给予其在低温环境的韧性性能表现充分的研究和证实。本文通过测试在-100～25℃区间34CrNiMo6材料的强度、塑性、冲击韧性、断裂韧性性能数据,并对数据结果分析和讨论。得出:在-100～25℃范围,34CrNiMo6的光滑和缺口拉伸强度增加,塑性变化不明显,缺口敏感系数无明显变化。韧-脆转变温度为-45℃左右,上平台功为153 J左右,下平台功为27 J左右。断裂韧性对应的韧脆转变温度为-97℃。当测试温度高于-80℃时,断裂韧度数据分布在断裂韧度-温度关系曲线的上平台,断口为韧性断裂形貌。

关于提高34CrNiMo6风电主轴低温冲击吸收能量的研究

对34CrNiMo6风电主轴采用改进后的降温淬火工艺,将淬火温度从860℃降至800℃,冷却方式由单纯油冷改为水冷+空冷+水冷+油冷,并适当提高回火温度,产品的综合力学性能得到较大改善,低温冲击吸收能量完全满足技术要求。

风力发电机用34CrNiMo6钢调质工艺研究

增速箱内齿圈是风力发电机组的关键组成部分,本文研究的内齿圈为34CrNiMo6钢的大型锻件。由于零件具有尺寸大、壁薄和力学性能要求高等特点,对热处理质量要求较高,确定34CrNiMo6钢内齿圈加工路线设计为锻造→粗加工→正火+高温回火→粗铣齿→调质→磨齿。内齿圈调质工艺采用淬火保温温度870℃,回火温度530℃,结果表明,进行调质处理后零件淬火硬度为292HB^304HB,内外齿圈椭圆度在4.1~4.9mm,满足技术要求。

热处理对34CrNiMo6钢组织和力学性能的影响

研究了不同的淬火回火工艺对34CrNiMo6钢显微组织、硬度和韧性的影响。结果表明:淬火温度低于800℃时,随着淬火温度升高,34CrNiMo6钢的硬度逐渐升高;当淬火温度高于800℃时,随着淬火温度升高,硬度略微降低。冲击功随淬火温度升高持续降低。随着回火温度升高,34CrNiMo6钢的硬度降低,冲击功升高。经70℃淬火+620℃回火后,34CrNiMo6钢的组织为回火索氏体+铁素体,硬度和冲击功分别为35.2 HRC和111.0 J,钢的强韧性配合较佳。

34CrNiMo6钢的热变形行为及热加工图研究

基于Gleeble-3500热模拟压缩实验,对热变形行为及热加工图进行分析。结果表明:34CrNiMo6钢的热变形激活能为365.653kJ/mol;在变形温度1030~1120℃、应变速率0.005~0.03s-1及变形温度1050~1090℃、应变速率0.1~0.5s-1区域内发生的动态再结晶较为充分,是最佳的加工窗口;平均晶粒尺寸随着温度的升高而逐渐变大;随着应变速率的增大而降低,但应变速率对平均晶粒尺的影响不是十分显著。

34CrNiMo6钢过热过烧断口研究

利用光学显微镜和电子显微镜等分析手段,对34CrNiMo6钢的锻造过热过烧宏观断口、微观断口及力学性能进行了分析研究,确定了过热过烧断口界限的评判依据。使产品质量得到控制,避免毛坯件在锻造时如出现过热过烧断口,因评判错误而给公司带来不必要的经济损失。

34CrNiMo6钢与Q245钢大型齿圈的焊接工艺

针对大型全焊接齿圈进行了工艺分析、焊接试验,确定了相应的焊接工艺参数,并对焊接后的变形处理和热处理工艺进行了分析,通过实际应用,取得了满意效果。

拉伸预应变对34CrNiMo6钢室温拉伸性能及低周疲劳性能的影响

自增强超高压容器在服役过程中通常需要承受循环内压作用,研究预应变对其筒体材料34CrNiMo6钢室温拉伸性能和低周疲劳性能的影响,对保障超高压容器的结构完整性具有重要意义。以国产34CrNiMo6钢为研究对象,开展不同拉伸预应变水平下的室温拉伸试验及对称应变控制条件下室温低周疲劳试验。结果表明:与原始试样相比,在6%预应变范围内,材料的屈服强度和抗拉强度随预应变水平的增加而增大,但伸长率和断面收缩率出现了连续单调下降。预应变显著改变了滞回曲线的应力幅值及形状,且预应变前后材料表现出明显的拉-压不对称和循环软化/硬化特征;在1%~4%预应变水平下,材料的低周疲劳寿命呈现出先升高后降低的趋势。

34CrNiMo6轴铝青铜堆焊工艺

为了提高轴类零件的使用年限,增加其耐磨性和耐腐蚀性,可用铝青铜在轴的表面进行堆焊。文章介绍了如何选择合适的焊接工艺、焊接方法以及借助合理的焊接辅助工装,使得轴类零件表面堆焊铝青铜的质量更加可靠,满足使用要求。

高铁车轴用34CrNiMo6钢的热处理工艺研究

本文通过对高铁车轴用34CrNiMo6钢热处理工艺的研究,提出了该材料获得较好强度指标的工艺条件。实验结果表明,34Cr Ni Mo6钢试样在经850℃的油淬,并经680℃回火后,其抗拉强度达到829.7MPa,屈服强度达到730MPa,伸长率达到23.3%,完全可以满足高铁车轴需求的力学性能要求。

34CrNiMo6钢曲轴轴颈感应淬火硬化微观机理

利用显微硬度计测试了34CrNiMo6钢曲轴轴颈在460、480、500 V淬火电压下,经中频表面感应淬火+300℃回火后的硬度值。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM、EBSD)、X射线衍射分析仪(XRD)观察不同淬火电压下轴颈组织演变,研究了组织演变对曲轴钢表面硬度的影响机制。结果表明,在460、480、500 V电压感应淬火后,各试样表层硬度均有明显提高,并在次表层硬度达到最大。这主要是由于经不同电压表面感应淬火后,各试样不同区域组织不同,相的含量不同、位错密度不同造成的。根据组织及硬度分布的不同,轴颈由表及里可分为淬硬层、过渡层及心部。淬硬层深度、硬度与淬火电压呈正相关。

34CrNiMo6钢的高温流变行为及热加工图

研究了34CrNiMo6钢的高温流变特性,并获得了其最佳热加工工艺窗口。首先,使用Gleeble-3500热模拟实验机对34CrNiMo6钢在变形温度为1173~1473 K、应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下进行等温热压缩实验,得到了不同应变速率和变形温度下的真实应力-真实应变曲线,并用Arrhenius模型对材料本构关系进行多元非线性回归,结果表明其回归精度较高。其次,使用流变数据构建了34CrNiMo6钢的热加工图并进行分析,考虑到所有应变情况,34CrNiMo6钢热加工工艺窗口应避开变形温度低于1300 K、应变速率高于0.05 s^(-1)和变形温度高于1400 K、应变速率高于0.14 s^(-1)的区域。最后,金相分析表明:34CrNiMo6钢在应变速率敏感系数、能量耗散率及失稳判据较小的区域具有晶粒不均匀、晶界不规则的特点,这是由于此时动态再结晶不完全;而在应变速率敏感系数、能量耗散率及失稳判据较大的区域发生完全动态回复和动态再结晶,组织比较均匀。

Al含量对34CrNiMo6刀具钢激光熔覆WC/Ti-Al层组织和性能的影响

为了提高刀具用34CrNiMo6钢的耐磨性能,通过激光熔覆方式在其表面制备得到WC/Ti-Al涂层,通过试验测试手段分析Al元素含量对其微观组织和摩擦性的影响。研究结果表明:逐渐提高Al量后获得了更优结构熔覆层,而Al量过高时会引起熔覆层表面质量下降。加入Al熔覆层内形成了由Al相与Ti-Al相共同组成的黏结相,通过原位生长获得了由WC、TiC、Al_(2)O_(3)构成的复合熔覆层。加入20%Al后制得具有致密组织的熔覆层,获得了均匀尺寸的晶粒,跟基体间形成了良好冶金结合。不含Al熔覆层相对于高速钢基体硬度更小;当Al含量达到20%时,熔覆层获得了最大硬度,各位置的硬度也基本接近。在熔覆层中加入Al后获得更低的摩擦因数。提高Al含量后,熔覆层磨损率先减小再增大,获得了更致密熔覆层组织,发生了一定程度的塑性流动并产生片状磨屑。

小模数齿轮离子渗氮层深均匀性研究

探讨了炉压对小模数齿轮离子渗氮齿根层深均匀性的影响。结果表明:低炉压时,齿根渗氮层较浅,不能形成连续的渗氮白亮层,采用饱和硫酸铜溶液侵蚀会出现铜色沉积。随着炉压提高,齿根渗氮层深提高,表面渗氮白亮层连续,当炉压提高到680Pa时,齿根渗氮层深达到节圆层深的87%,渗氮层均匀。