基于JMatPro计算的91钢热处理工艺研究

采用JMatPro 7.0软件计算了91马氏体耐热钢的平衡和非平衡相图、淬透性、热处理工艺参数、TTA曲线和CCT曲线。研究了回火过程中钢中析出相的变化。结果表明:91钢最合适的奥氏体化温度为1000~1050℃,回火温度不能高于800℃;钢的淬透性极好,淬火冷却速率大于0.1℃/s即可淬透;回火过程中渗碳体尺寸的变化对钢的力学性能的影响较大。

基于JmatPro软件的TA15钛合金设计与实验

利用JmatPro软件计算了不同典型合金元素含量下TA15钛合金的相图和力学性能,明确了典型合金元素对TA15钛合金相变点、拉伸性能影响规律。研究表明:Al能提高合金的相变温度和强度,V、Mo降低了合金相变温度,但具有一定固溶强化作用,Zr对相变温度影响不显著,但对提升合金强度有利。基于优化后的成分配比,制备了Φ105mm×6mm规格的TA15钛合金无缝管并对组织和力学性能进行分析。结果表明,TA15无缝管具有双态组织,室温抗拉强度为998 MPa,延伸率17.5%;500℃高温抗拉强度可达715.5 MPa,这说明该TA15无缝管兼具了良好的室温韧塑性和高温性能。

利用JMatPro软件进行C55E钢链板等温淬火工艺的研究

应用材料模拟软件JMatPro模拟TTA曲线、CCT曲线和TTT曲线,可以获得C55E材料的相变温度。通过获得的相变温度,制定了C55E钢链板等温淬火工艺。结果表明,根据材料模拟软件JMatPro制定的等温淬火工艺参数为淬火温度850℃,等温温度310℃,等温时间25 min;等温淬火后链板硬度满足技术要求,其链条的强度、疲劳等性能接近采用同等工艺处理的50CrV材料。

基于JmatPro对Al-Mg-Si-Cu-La合金析出相及性能的研究

为了进一步探究Cu含量对Al-Mg-Si-Cu-La合金析出相及性能影响,利用材料相图及性能模拟软件JMatPro对Al-Mg-Si-Cu-La合金进行热力学模拟计算,得到不同Cu添加量下的平衡相和亚稳相的含量。结果表明:随着Cu含量的增加,室温下合金的强化β(Mg_(2)Si)相和Q(Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6))相的含量基本没有变化,θ(Al_(2)Cu)相的含量逐渐增多,亚稳相β′(Mg_(9)Si_(5))相的含量越来越少,θ′(Al_(2)Cu)相和GP区的含量逐渐增多,Q′(Al_(3.8)Mg_(8.6)Si_(7)Cu)相含量先增后减少。合金的力学性能模型表明,增加Cu含量会提高合金的力学性能,当Cu含量为4wt.%时,合金的抗拉强度和硬度均达到最大,但当Cu含量为5wt.%时合金抗拉强度和硬度开始下降。

基于JMatPro软件的GH4169合金高温力学性能研究

采用JMatPro软件计算了GH4169合金不同温度、应变速率和析出相对其强度的影响,模拟结果与试验数据保持一致。结果表明:GH4169合金的高温强度随着温度的升高而降低,随着应变速率的增加而提高。该合金在500~650℃下的抗拉强度为1158~1223MPa,在应变速率0.00001~100/s下的抗拉强度为1064.8~1187.3MPa。晶界处δ相可保证晶界的稳定,对合金的强度增量为75MPa。Laves相与基体之间界面为裂纹的形核和生长扩展提供条件,使合金强度下降127MPa。

基于JMatPro软件的发动机曲轴常用材料相变动力学曲线计算

本文主要介绍了如何使用JMatPro软件对发动机曲轴常用材料的相变动力学曲线进行计算。首先,对发动机曲轴的常见材料进行了介绍,包括常用的材料类型及其性能特点。其次,阐述了相变动力学的理论框架和计算方法,并对发动机曲轴常用的45钢、40Cr、50Mn、35CrMo等材料的相变动力学曲线进行了计算,通过实际案例对计算过程进行了演示。最后,对相变动力学在发动机曲轴设计中的应用进行了总结与展望。

JMatPro在42CrMo4钢热处理工艺设计中的应用

利用JMatpro计算软件对42CrMo4合金钢链板热处理工艺进行了研究。通过JMatpro计算可知,42CrMo4合金钢奥氏体临界转变温度Ac_(1)为724℃、Ac_(3)为770℃,随着加热速度的增加,合金的相变温度均提高,奥氏体均匀化温度也提高,奥氏体均匀化时间减少。根据42CrMo4合金钢TTT曲线和CCT曲线等,42CrMo4合金钢链板的热处理工艺为860℃淬火保温40 min、350℃回火保温120 min。热处理后其硬度为47~48 HRC,组织为均匀细致的回火屈氏体,满足设计要求。

基于JMatPro软件对22MnB5钢热处理参数的计算

采用JMatPro 7.0对22MnB5高强钢的热平衡相组成、等温奥氏体化曲线(TTA)、过冷奥氏体连续转变曲线(CCT)、淬透性预测和淬火后的力学性能进行了数值计算,并对22MnB5高强钢进行了高温淬火试验。计算结果表明:22MnB5高强钢的相转变温度A_(c1)为713.9℃,A_(c3)为812.0℃,M_(s)为401℃,M_(f)为290℃;22MnB5钢在连续加热过程中加热速率越快,奥氏体化程度越高且均匀化时间越短;钢在连续冷却过程中,其屈服强度、抗拉强度和硬度均随冷却速度的增大而增大,当冷却速度为100℃/s时,硬度、屈服强度和抗拉强度分别达到其最大值481.1HV0.1、1261 MPa和1507.9 MPa。22MnB5高强钢经高温热处理后冷水浴淬火试验,获得的组织、硬度、屈服强度和抗拉强度与JMatPro计算结果一致。

Design of new biomedical titanium alloy based on d-electron alloy design theory and JMatPro software

A new kind offl biomedical titanium alloy, Ti-35Nb-4Sn-6Mo-9Zr, composed of non-toxic elements Nb, Mo, Zr and Sn with lower elastic modulus and higher strength was designed based on d-electron alloy design theory and JMatPro software using orthogonal experiment. The microstructure and basic mechanical properties of designed alloy were investigated. The results show that the alloy is composed of single fl equiaxed grains after solution treatment at 800 ~C. Compared with Ti-6A1-4V, the mechanical properties of the designed alloy are more excellent： E=65 GPa, σb=834 MPa, σ0.2=802 MPa, and σ=11%, which is expected to become a promising new type implanted material. The research approach adopted can reduce the experimental time and cost effectively, and get the ideal experimental results.

基于Thermo-Calc和JMatPro模拟计算的新型镍基合金设计

运用Thermo-Calc和JMatPro热力学模拟软件对镍基Nimonic 105合金进行了成分优化以及新合金设计研究。研究表明,通过降低Co、Cr和Mo元素含量可有效降低Nimonic 105合金中μ相的析出温度,同时也可降低700℃时合金中σ相的析出倾向。通过调整Nimonic 105的部分合金元素配比设计了一种新型镍基合金HR105C。HR105C合金在700~1200℃区间无σ相和μ相等有害相。在700℃时HR105C合金中γ'相和M_(23)C_6相的平衡析出量的摩尔分数分别约为32%和1%,γ'相的析出略高于Waspaloy合金。HR105C合金的持久性能较Nimonic 105合金显著降低,但与Waspaloy合金相当,甚至可能略优于Waspaloy合金,可满足700℃参数火电汽轮机高温部件用材设计要求,达到了预期优化设计目的。另外,拥有小尺寸的γ'相的HR105C合金具有更好的持久性能。可采取措施通过提高γ'相的稳定性来减缓γ'相的粗化速率,进而使HR105C合金的持久性能得到提升。

JMatPro辅助的25Cr2Ni2MoV钢焊接性分析试验

借助于JMatPro软件对25Cr2Ni2MoV进行焊接性计算分析,间接评定了其工艺焊接性;通过相关焊接性试验直接评定其工艺焊接性通过斜Y形坡口焊接裂纹试验,确定了焊前预热温度;并进行了25Cr2Ni2MoV与NiCrMo2.5-IG的焊接匹配性及其接头力学性能试验。结果表明通过JMatPro计算得材料的组织和性能具有一定的参考和指导价值;焊丝熔敷金属的加入降低了焊缝区的裂纹倾向,改善了焊缝区的强度,母材与焊材的匹配性很好;预热温度为200-250℃时,焊接接头性能满足焊接转子生产对性能的要求,接头的最大硬度出现在热影响区。

JMatPro软件在药芯焊丝W110性能研究中的应用

利用JMatPro软件对W110埋弧焊丝熔敷金属在不同温度下的物理及力学性能、平衡相图和连续冷却曲线进行了分析计算,得到W110焊丝熔敷金属从室温到熔化温度下的热物理性能和部分力学性能的确定值。结果表明,该焊丝熔敷金属的奥氏体转变温度为692～779℃,在1330～1468℃温度区间存在高温铁素体相,固液相温度区间为1371～1468℃;在连续冷却过程中当冷速大于100℃/s时,无碳化物析出,当冷速在100℃/s和10℃/s之间时,有两种碳化物析出;当冷速在10℃/s和1℃/s之间时,有三种碳化物析出;当冷速在1℃/s和0.1℃/s之间时,有四种碳化物析出。

利用JMatPro软件进行合金覆层成分设计及回火工艺制定

利用JMatPro软件对合金覆层进行计算,模拟分析了不同回火状态下合金覆层内部相组成成分的变化情况与碳化物颗粒的析出情况,预测了合金覆层的相关性能;采用微束等离子熔覆加工方法,在H13钢基体上熔覆制备了合金覆层,研究分析了合金覆层回火前后的组织形态、物相组成、元素分布和显微硬度变化。结果表明,对合金覆层进行200℃回火2 h,合金覆层内部组织结构、物相组成与回火前相比无明显变化,显微硬度也无明显变化(463 Hv_(0.1));经400℃回火2 h后,合金覆层组织内部开始有少量MC型特殊碳化物析出,晶界周围逐渐呈现不连续的网状分布,一定程度上提升了覆层的显微硬度(512 Hv_(0.1));经600℃回火2 h后,合金覆层组织内部析出大量MC、M2C型特殊碳化物,之前不连续的网状分布发展为连续、密集的蛛网状分布,合金覆层内部整体呈现出更为细小、均匀的组织形态,覆层硬度提升约25.88%,达到569 Hv_(0.1)。

Thermo-Calc和JMatPro软件在纳米贝氏体轴承用钢设计中的应用

应用Thermo-Calc和JMatPro热力学和动力学模拟软件在GCr15轴承钢基础上进行了新型纳米贝氏体轴承用钢的成分设计研究。结果表明,纳米贝氏体组织的形成需要满足一定的热力学条件,在GCr15中添加Si或Al元素都使仲平衡条件下的奥氏体/渗碳体相界向高碳方向移动,从而有利于纳米贝氏体组织的形成。在GCr15钢中添加2%以上的Si或Al或Si+Al都可形成纳米贝氏体组织。添加3%的Si或Al或Si+Al则可在100~300℃内较快形成纳米贝氏体组织。

基于JMatPro的深松铲尖耐磨材料的设计与试验

使用模拟软件JMatPro辅助设计应用于深松铲尖的低合金铸钢材料1C1Si1.2Mn1.2Cr0.5V0.25Mo并对其进行相转变和热力学性能模拟计算,将其与农场常用于深松铲尖的三种钢材(高锰钢65Mn,球墨铸铁QT600-3,低合金钢45钢)进行耐磨性能的对比实验,结果表明自设试验钢1C1Si1.2Mn1.2Cr0.5V0.25Mo的耐磨性优于对比的三种钢材,可以应用于农机触土部件(如深松铲尖)等易磨损部件。

基于JMatPro软件的ZG70CrMo钢的热处理工艺研究

以ZG70CrMo钢为基础,利用JMatPro软件模拟计算合金钢的连续冷却转变曲线(CCT)、等温转变曲线(TTT)、端淬曲线及组织分布,在此基础上,对热处理工艺进行优化,最佳热处理工艺为:淬火温度为830℃,保温40min;回火温度为550℃,保温120min。热处理后组织为回火索氏体以及弥散的碳化物,回火硬度为38~40HRC。

利用JMatPro软件对38CrMoAl钢热处理参数的模拟计算

利用JMatPro软件对38CrMoAl钢进行热力学平衡相、端淬性、相转变和不同回火温度下析出相粒子尺寸进行模拟计算,得到了热力学平衡相的组成,淬透性曲线、CCT曲线、TTT曲线、淬火组织及力学性能,分析了不同回火温度下析出相粒子尺寸的变化规律,为实际生产提供理论指导。

JMatPro协助下的N06625及其复合板焊接工艺

N06625镍基合金焊接质量高低直接关系到焊后是否继续保持焊前良好力学性能和优异耐蚀性能。试验研究了N06625镍基合金及其复合板焊接工艺,并用JMatPro6.1软件分析了母材和焊材的影响焊接性的热膨胀系数、热导率、平衡相图、TTT图和CCT图,用来指导焊接工艺制订。结果表明,通过焊前严格清理、纯氩气保护、选择合理成分的焊材、制订合适的焊接工艺参数和针对性的焊接操作技术,可以避免热裂纹和耐蚀性变差等缺陷,获得优质焊缝;试板焊后经过拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、金相检测及腐蚀试验均合格。

基于JMatPro对2324铝合金析出相的热力学模拟计算

2324铝合金具有优异的综合性能,尤其是高的损伤容限性能,作为结构材料在先进大飞机上得到广泛应用,其热处理工艺是保证高综合性能的关键。本文以工业用2324铝合金为研究对象,采用JMatPro软件模拟计算2324铝合金的平衡相组成、亚稳相、TTT/CCT曲线、等温时效相组成,并优化其热处理工艺参数。研究结果表明,2324铝合金在室温条件下的相组成为88.02%α(Al)、7.28%S(Al_(2)CuMg)、2.45%Al_(6)Mn、1.35%Al_(2)Cu、0.63%E(AlCrMgMn)和0.27%Mg_(2)Si,其中S相是主要的强化相;合金的亚稳相为S′相、Q′相和η′相,其中S′相为时效过程主要强化相;通过TTT曲线计算表明,在热处理过程中,GP区、η′、S′、η(MgZn_(2))、S相的鼻尖温度依次升高,分别为170、300、350、360、420℃,对应的孕育时间分别为5.45、40.91、15.23、920.62、305.83 s。CCT曲线计算表明,在热处理过程中,GP区、η′、S′、η(MgZn_(2))、S相不析出的临界冷却速率分别为0.95、1.72、5.22、0.16,0.90℃/s;在190℃时效时,S′相的析出量较大,完全时效时间也较短。时效时间为5~10 h时,强化相含量较高,GP区也有一定含量;因此,综合上述结果可以得出最佳的热处理工艺:固溶处理时,冷却介质的冷却速度大于5.22℃/s,试样固溶转移时间小于5.45 s,时效的温度和时间分别设置为190℃,5~10 h。

基于JMatPro软件对7050铝合金析出相的热力学模拟计算

利用材料相图及性能模拟软件JMatPro对7050合金进行模拟计算,得到合金的平衡相组成、TTT曲线、CCT曲线、等温时效过程相转变。结果表明:合金的平衡相组成为86.5%α(Al)、8.87%η(MgZn2)、3.02%S(Al2CuMg)、1.02%Al6Mn、0.33%Mg2Si和0.26%E(AlCrMgMn);合金的TTT曲线整体呈“C”形,GP区、亚稳相和稳定相鼻尖温度分别为140℃、330℃和380℃,对应的孕育时间为0.002h、0.007h和0.2h。η′相无析出的临界冷却速度为2℃/s;100℃时效27h,合金中η′和S′相分别为6.88%和3.48%,140℃时效13h,合金中η′和S′相达到6.83%和3.63%。