Microstructure characteristics of segregation zone in 17-4PH stainless steel piston rod

The segregation of Cu and Ni in a 17-4PH stainless steel piston rod has been confirmed to be responsible for the cracking after heat treatment.Further investigation showed that the segregation zone was composed of three layers,namely the fine grain martensitic layer,the coarse grain martensitic layer and the coarse grain austenitic layer from the matrix to the crack surface.Three button ingots with the same chemical compositions as those three layers have been prepared to evaluate the grain size distribution,microstructure and mechanical properties.The effects of Cu and Ni segregation on the microstructures of those three layers have been explored by thermodynamic calculation.Based on the microstructure and mechanical properties results,an intensive understanding of the cracking in the segregation zone was therefore reached.

农用柴油机钢活塞销孔-销的摩擦副润滑特性分析

为解决钢活塞销孔-销摩擦副因同种材料摩擦配副问题以及钢材密度大和导热性能差所带来的润滑特性差的问题,该研究以D25TCIF农用柴油机钢活塞为对象,建立钢活塞连杆组传热模型和热弹性流体动力学模型,并开展钢活塞温度场测试试验与仿真验证。结合单因素扫值法和Box-Behnken多因素优化算法分析了销孔轴承间隙、销孔表面粗糙度和销孔指数型线内外半径增量变化对销孔轴承润滑特性的影响。结果表明:销孔结构对轴承的润滑特性有很大影响,销孔指数型线内半径增量的影响最大,而外半径增量的影响较小。最优参数组合为销孔轴承间隙0.021 mm、销孔表面粗糙度0.798μm、销孔指数型线内半径增量0.008 mm、销孔指数型线外半径增量0.010 mm,此时预测的最小油膜厚度为0.979μm;最大粗糙接触压力为249.406 MPa,与该方案下仿真值的相对误差小于5%。该研究优化方法效果好,且预测准确,可为后续的钢活塞销孔结构设计提供理论依据。

活塞杆电镀后表面缺陷原因分析

针对非调钢活塞杆电镀后表面缺陷,通过宏观、金相、扫描电镜等分析,发现表面缺陷为磨削工序中的铁屑经超声碱洗未清除,电镀后与基体结合力不良,在抛光工序中镀层脱落形成的镀层起皮缺陷。在活塞杆电镀前加强表面清洗、表面检查,对表面存在的氧化皮、粘附异物进行清理和去除,可有效减少活塞杆表面镀层起皮缺陷。

绞线机摇架顶针组件结构优化改进

绞线机摇架顶针组件存在结构问题,使轴承、顶针等零件易损坏。综合分析顶针组件各零件的作用、结构组成及其维修情况,对摇架顶针组件进行优化设计及改进。通过改变圆锥滚子轴承单个安装为成对背靠背安装方式,调整轴承挡圈与紧固方式等结构,增大轴承承载强度;增设中心光孔及顶丝孔,改盲孔型为通孔型等,大大提高顶针组件维修效率。优化改进后,摇架顶针组件故障减少,维修难度也大大降低。

高速激光熔覆马氏体不锈钢涂层与电镀层性能对比与研究

为对比研究不同液压缸服役工况下高速激光熔覆涂层替代电镀硬铬层的可行性,分别制备了马氏体不锈钢熔覆层XG-1、XG-2和电镀硬铬涂层,开展了三种涂层组织、硬度、腐蚀性能及模拟不同工况(划伤磨损、干砂摩擦磨损、滑动摩擦磨损)下磨损性能测试,探讨了涂层失效行为及其应用工况。结果表明:XG-1、XG-2涂层微观组织致密且均匀,平均显微硬度为720.5 HV、653 HV;电镀硬铬涂层分布孔隙和裂纹等缺陷,自腐蚀电流密度为10.45μA/cm^(2),耐腐蚀性能最差;三种磨损形式下电镀硬铬涂层均发生了开裂及剥落,高速激光熔覆涂层表现出更优异的耐磨性能,适用于活塞杆易拉伤、外界富集硬质颗粒污染物、大侧向载荷等液压缸服役工况。

ML10薄壁活塞的冷挤压工艺分析及数值模拟

通过分析薄壁活塞冷挤压成形特点,提出了一种钢质薄壁活塞的冷挤压工艺方案并计算了其工艺参数;利用Qform-3D软件对该工艺进行了数值模拟分析,并依据分析结果设计了合理的模具。该工艺能大幅提高加工效率,节约材料,降低成本。

4Cr13不锈钢活塞环化学镀镍磷的试验研究

在马氏体型不锈钢活塞环上化学沉积 Ni- P合金 ,测试了镀层的结合力、耐磨性、抗氧化性等性能。结果表明 :不锈钢活塞环镀层表面光滑、平整 ,外观质量好 ;经 4 0 0℃保温后 ,其抗磨性、抗氧化性等性能都优于氮化活塞环。

热障涂层钢活塞和硅铝合金活塞的热分析

为降低活塞基体温度,提高柴油机性能,分别在硅铝合金活塞和钢活塞上喷涂稳定的氧化镁-氧化锆等离子体。讨论了热障涂层对两种材料活塞的温度场和热应力的影响。分析了有无陶瓷涂层活塞温度场和应力场的变化。结果表明,和无涂层活塞相比,热障涂层活塞表面的最高温度明显升高,钢活塞和硅铝合金活塞表面的最高温度分别增加了31%和54%,但是对应的基体最高温度分别下降了27.55%和26.91%。

马氏体不锈钢活塞环的气体氮化

对6Cr13Mo马氏体不锈钢活塞环进行了加入NH4Cl的洁净气体氮化处理试验,对产品进行了金相与硬度检测及装车试验。结果表明,由于NH4Cl的活化与催渗作用,经520℃×8 h氮化,氮化层深可达0.20 mm,最高硬度达到1 200HV,且大于800 HV的有效层深达0.12 mm以上,完全能够满足活塞环的使用要求,其使用寿命与镀铬环相当。该处理工艺可以代替传统的有污染的镀铬工艺。

基于滑移线场的钢质薄壁活塞冷挤压工艺研究

依据钢质薄壁活塞的冷挤压工艺方案绘制出解决活塞类轴对称杯形件薄壁成形问题的滑移线场。首次建立了壁厚、摩擦因子、材料剪切强度与单位接触应力的数学模型;利用Qform-3D对活塞冷挤压工艺过程进行了数值模拟分析,证实了上述数学模型对活塞冷挤压成形中挤压力的计算是有用的。

船用ZG270-500铸钢活塞早期周向贯穿裂纹失效分析

通过金相显微镜、扫描电镜、化学成分和能谱分析以及硬度测试等手段,对船用ZG270-500铸钢活塞早期周向贯穿裂纹原因进行分析。结果表明,活塞的焊接工艺适当,开裂原因是由于焊接时高硫量的母材形成的硫化物在焊缝中萌生疲劳裂纹与扩展所致。并提出相应的管理建议。

40CrMnMo活塞连杆稀土离子氮碳共渗工艺

对40CrMnMo钢制活塞连杆试样进行不同温度、时间、气压及稀土含量下的稀土离子氮碳共渗工艺试验,测定了不同工艺参数下表面强化层的硬度、厚度,并对比了稀土离子氮碳共渗工艺与其他表面强化工艺处理后的磨损性能和弯曲疲劳强度等力学性能。结果表明:5%RE、520℃×2h、1.05kPa气压为该工艺的最佳参数。40CrMnMo钢制高速增压柴油机活塞连杆用该工艺处理后,完全能满足其使用性能要求。

锻钢活塞摩擦焊接参数及接头组织分析

对锻钢活塞摩擦焊接工艺进行了试验研究。测试了摩擦焊接头性能,分析了摩擦焊接过程中焊接参数变化的特点,讨论了其焊接接头的金相组织。指出该材料的摩擦焊接头町具有与母材等强甚至超强性能,是连接钢制活塞裙部与冠部的一种很好的工艺方法。摩擦焊接过程中主轴电机电枢电流有两个前峰值,滑台位移有两个平台。焊合区及近缝区组织为细小的针状马氏体组织,尤其焊合区马氏体针特别致密细小。母材中的硫化物夹杂对焊接接头有很大影响,是降低接头性能的主要原因。

基于有限元方法的全钢活塞热机耦合分析

针对某在研中的全钢活塞,以尽量降低其质量为目的对全钢活塞的形状进行优化设计,利用有限元法,对活塞温度场进行了数值模拟,并对活塞在各种载荷下的应力及变形进行了分析与对比。

5CrW2Si钢冲击活塞断裂分析

本文通过应力腐蚀和腐蚀疲劳实验，应用光学显微镜和扫描电镜证实工作时水进入活塞内壁，形成蚀坑，从而在交变载荷作用下产生氢致开裂，并由此提出了防止活塞氢致开裂的措施．

挤压铸造工艺对汽车活塞销性能的影响分析

采用不同的浇注温度和挤压比压进行了20Cr钢汽车活塞销的挤压铸造,并进行了拉伸和冲击性能的测试与分析。结果表明：随浇注温度从1250℃提高至1450℃,挤压比压从50 MPa增加至140 MPa,20Cr钢汽车活塞销的强度和冲击性能均先提高后下降。20Cr钢汽车活塞销的浇注温度和挤压比压分别优选为1375℃、125 MPa。

2Cr13钢活塞杆淬火裂纹分析

在生产2Cr13马氏体不锈钢活塞杆时发现,已锻成形的部分有一段被加热到锻造温度范围内,在后续锻造中变形很小甚至没有变形,且淬火时产生了裂纹。经试验分析是由于该段晶粒粗大,淬火时组织应力超过该段的材料强度所致。

钢顶组合活塞改善柴油机性能的研究

本文阐述了国内首次在小缸径高速柴油机上采用低排热钢顶组合活塞的试验结果及分析。在195柴油机上试验研究结果表明,与铝活塞相比,除了标定高功率少数工况外,油耗率普遍降低1％～5％,噪声降低2～3dB,排放得到改善,振动基本一样。对气缸内参数的分析表明,滞燃期缩短,最高燃烧压力降低,燃烧过程较为柔和。

循环氢压机42CrMo合金钢活塞杆腐蚀失效剖析

通过对石蜡加氢装置3号循环氢压机42CrMo合金钢活塞杆腐蚀产物进行物理测试,考察了腐蚀原因。结果表明,石蜡加氢装置3号循环氢压机活塞杆腐蚀的原因是氢气介质冲击腐蚀与硫化氢介质的腐蚀联合作用所致。即活塞杆在氢气介质中高速运转时,由于旋转力矩形态的不断变化产生湍流作用,使镀铬层表面形成强烈的冲击腐蚀,导致Cr镀层及Cr的氧化层腐蚀剥落。42CrMo合金钢活塞杆裸露处与S2-反应生成FeS,引起硫化氢腐蚀。活塞杆表面腐蚀产物主要由Fe-Cr相、FeCrO,FeO的铁、铬氧化合物和FeS的铁的硫化物等组成。

ASTM1045钢活塞销热挤压工艺过程仿真探究

采用刚塑形有限元DEFORM-2D软件,对φ22 mm×φ14.60 mm×70mm规格的ASTM1045钢活塞销热挤压工艺过程进行了仿真研究,揭示了挤压力随行程的变化规律、应变场和坯料金属损伤的分布规律。为了避免活塞销外侧产生裂纹,提高抗疲劳开裂能力,上、下凸模挤压余量应≥6mm。模拟结果能为优化活塞销的热挤压工艺提供参考。