半固态60Si2Mn流变轧制的组织及性能

对弹簧钢（６０Ｓｉ２Ｍｎ）进行 １道次的半固态轧制变形，研究半固态浆料轧制前后的组织和性能、明确了在轧制变形区中半固态浆料的组织变化规律和轧后的力学性能特征，结果表明：仅经过１道次的半固态轧制变形，半固态浆料的组织就得到了明显的改善；在半固态浆料中，固相颗粒大多聚集在轧件的中间区域，液相主要流向轧件的边部，从而导致液相偏析，使轧制产品的边部和中部的组织和性能的不同；只有当固相率达到一定数值时．固相颗粒才会发生塑性变形。

半固态60Si2Mn弹簧钢浆料直接轧制研究

研究了60Si2Mn弹簧钢半固态浆料的直接轧制.结果表明在试验条件下,当搅拌时间为2 min时,可以获得尺寸大小为100～300 μm、固相率为50%～60%的球状初生奥氏体的半固态浆料,这样的半固态浆料便于从搅拌室底孔中放出;60Si2Mn弹簧钢半固态浆料可以实现顺利轧制,但球状初生固相颗粒与液相发生了分离,球状初生固相颗粒集中在轧材的心部,而液相偏聚在轧材的四周.

60Si2Mn钢半固态初生相形成与演变机制

对等温和降温连续搅拌下60Si2Mn初生凝固组织形成与演变规律进行了实验研究.结果表明:等温和降温两种搅拌工艺可使初生奥氏体组织枝晶形态演变球化.等温温度越高,初生组球化效果越好;采用较长的连续搅拌时间,初生相可得到充分球化;连续降温搅拌到一定固相分数时晶粒尺寸变化较小;采用降温连续搅拌工艺可获得较小的球形晶粒尺寸.电磁搅拌改变了初生晶粒生核或生长的热力学和动力学条件,从而使初生相的界面形态经历了由球形失稳后转变为枝晶,又经过抑制、熔断、重熔、粗化、聚集而转变为近球形的演变过程.抑制和粗化是促使晶粒界面形态发生演变的主要动力学因素.

电磁搅拌的半固态60Si2 Mn钢流变轧制的组织特征

为了研究半固态钢铁材料轧制成形工艺,采用60Si2Mn弹簧钢作为实验材料,对其进行1道次的半固态轧制变形,研究了半固态浆料轧制前、后的组织变化,明确了在轧制变形区中半固态浆料的组织变化特征.研究结果表明:经1道次半固态轧制变形后,半固态浆料的组织得到明显改善,同时半固态浆料中的液、固相产生分离,固相颗粒大多聚集在轧件的中间区域,液相主要流向轧件的边部而导致液相偏析,使轧制产品的边部和中部的组织分布不同;当固相率达到一定值时,固相颗粒才发生塑性变形,被压扁拉长.

60Si2Mn弹簧钢半固态坯料制备的实验研究

利用自制的高熔点半固态坯料装置制备了具有触变特性的60Si2Mn钢半固态坯料,并通过观察淬火金相,分析了搅拌工艺参数、稀土元素及冷却速度对半固态组织的影响.结果表明:搅拌功率与搅拌频率对初生相凝固形态影响显著;在一定搅拌频率范围内,随搅拌功率增大,初生奥氏体组织得到了充分细化和均匀球化;稀土元素的加入增大了形核率并抑制了晶粒长大,进而影响半固态晶粒形态;加大降温搅拌冷却速度有助于晶粒的细化.

60Si2Mn弹簧钢半固态浆料的制备研究

研究了 6 0 Si2 Mn弹簧钢半固态浆料的制备规律 ,结果表明 :在本实验条件下 ,当搅拌时间为 2 min时 ,可以获得尺寸大小为 10 0～ 30 0μm、固相率为 4 0 %～ 5 0 %的球状初生奥氏体的半固态浆料 ,这样的半固态浆料便于从搅拌室底孔中放出 ;电磁搅拌使 6 0 Si2 Mn弹簧钢熔体获得均匀的温度场和溶质场 ,抑制了发达的初生奥氏体枝晶的形成 ,为球状晶的获得奠定了基础 ;电磁搅拌引起蔷薇状初生奥氏体枝晶出现强烈的温度起伏和枝晶臂根部熔断是获得球状晶粒最重要的原因。

60Si_2Mn半固态非枝晶组织特征与触变性能

利用自制高熔点半固态试样制备装置,对60Si2Mn半固态试样非枝晶组织以及影响因素进行了试验研究.结果表明:60Si2Mn半固态显微组织结构的特点为近球形先析出相均匀分布于残余液相.搅拌工艺制度、搅拌功率与搅拌时间对凝固初生相形态影响显著.采取降温搅拌方式,较大搅拌功率和搅拌时间,初生组织得到了充分的细化和均匀的球化.60Si2Mn非枝晶组织形态是影响剪切变稀触变性能的主要因素.

电磁搅拌法制备60Si2Mn弹簧钢半固态组织研究

为了研究电磁搅拌对高熔点合金组织的影响,在不同工艺条件下对60Si2Mn钢进行电磁搅拌。试验结果表明,电磁搅拌可以有效改变高温合金的组织状态,通过实施电磁搅拌可以使60Si2Mn钢组织中发达的树枝晶转变为等轴晶。电磁搅拌的功率、终止搅拌的温度、搅拌时间的长短和搅拌器频率对搅拌效果均有影响。

60Si2Mn钢表面激光熔覆铁基涂层的组织及耐磨性研究

目的提高60Si2Mn钢的表面耐磨损性能。方法采用同步送粉方式在60Si2Mn钢表面进行激光熔覆X1、X22种铁基粉末。通过金相显微镜、场发射扫描电镜和X射线衍射仪,观察和分析熔覆层的显微组织、化学元素分布及相组成,采用显微硬度仪、多功能摩擦磨损试验机进行硬度、耐磨损性能测试。结果2种熔覆层均无裂纹、气孔等缺陷,涂层内部存在大量树枝晶、等轴晶和少量沿基材表面生长的平面晶,其中X1熔覆层的顶部区域等轴晶数量较多,组织更细小均匀。2种熔覆层均由相同物相(α-Fe)固溶体组成,未出现明显的其他物相的衍射峰。基体60Si2Mn钢平均硬度约为300HV,X1熔覆层的硬度为950~1000HV,平均硬度为975HV。X2熔覆层的硬度为784~821HV,平均硬度为803HV。经过球-盘磨损试验后,X1、X2熔覆层以及基体的体积磨损率分别为1.32×10^(-4)、1.94×10^(-4)、3.29×10^(-4)mm^(3)/(N·m)。结论2种熔覆层的硬度和耐磨损性能均优于基体,其中X1熔覆层的平均硬度比X2熔覆层的高约21%,其体积磨损率最小,耐磨损性能更好。

原位Mg_2Si/AM60镁基复合材料半固态组织演变

采用原位合成技术制备了Mg2Si/AM60复合材料。研究了不同搅拌工艺参数对半固态镁基复合材料显微组织的影响。结果表明,镁合金中加入结晶Si后,生成了中国汉字状的Mg2Si增强颗粒。对复合材料在半固态温度区间进行机械搅拌,研究发现,搅拌温度越高,搅拌速度越大,固相颗粒越细小、均匀和圆整,但温度太高,固相颗粒会熔化,随搅拌时间的延长,固相颗粒先变得细小、均匀和圆整,然后长大。

60Si2Mn弹簧钢盘条拉拔裂纹原因分析

针对60Si2Mn弹簧钢盘条在拉拔、淬火后出现的表面裂纹,通过对缺陷钢丝进行取样分析,确认为连铸坯缺陷导致,进而检查铸坯发现铸坯存在角部裂纹与之相对应。对铸坯角裂产生的原因进行分析,并提出了有效的控制措施,最终消除了铸坯角部裂纹缺陷。

抛丸工艺对60Si2Mn热轧弹簧钢表面残余应力的影响

采用不同抛丸时间、抛丸电流的抛丸工艺对高速铁路扣件用弹条原材料(60Si2Mn热轧弹簧钢)进行抛丸,弹丸为粒径0.6~0.7 mm的S230铸钢丸,并通过X射线应力测定仪测量60Si2Mn热轧弹簧钢表面残余应力。结果表明:经不同抛丸工艺处理后,热轧弹簧钢表面残余应力均为压应力;在抛丸电流相同抛丸时间减小、抛丸时间相同抛丸电流减小两种情况下,残余应力场特征参数(最大残余应力、最大残余应力对应的深度和残余应力影响深度)和半高宽(层深相同时)均减小,抛丸效果变差;抛丸覆盖率100%、抛丸时间16 s、抛丸电流50 A时,残余应力场特征参数和半高宽最大,抛丸效果最好。

粗规格60Si2Mn弹簧钢丝的预冷淬火

为了降低水淬开裂倾向,采用钢丝感应淬火-回火生产线对ϕ6.8 mm的60Si2Mn弹簧钢丝进行了910℃保温3 s,随后通过控制其线速度冷却至不同温度后水淬和520℃回火。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机和显微硬度计研究了淬火、回火后钢丝的显微组织、硬度和拉伸性能。结果表明:线速度为5 m/min时,钢丝的冷却时间为40.0 s,淬火、回火后其显微组织为珠光体、铁素体和少量回火托氏体;线速度为15~20 m/min时,冷却时间为13.3~10.0 s,淬火、回火后钢丝的显微组织为回火托氏体和少量残留奥氏体;随着线速度的降低,钢丝的冷却时间延长,淬火温度降低,抗拉强度从1 715 MPa降至1 318 MPa,硬度从526~532 HV0.1降至364~425 HV0.1。

60Si2Mn弹簧扁钢剪切崩料分析

60Si2Mn弹簧扁钢在剪切加工过程中角部崩料。对A钢厂出现角部崩料的扁钢与B钢厂未出现崩料的扁钢进行理化检验并对比分析。A钢厂试样的化学成分、脱碳层、金相组织、夹杂物、低倍检验结果均优于B钢厂试样,力学性能相差不大,A钢厂试样硬度高于B钢厂试样。扫描电镜观察断口发现,B钢厂试样虽然没有明显崩料,但角部位置存在撕痕,已出现崩料趋势。结果表明:用户使用的大规格扁钢所需的剪切力已达到冷剪机极限,导致了剪切崩料现象的发生。建议更换下料方式,采用锯切下料,以保证剪切质量。

半固态Mg_2Si/AM60复合材料的流变特性研究

利用半固态成形技术与原位反应相结合,用机械搅拌实验装置对半固态Mg2Si/AM60浆料进行剪切实验,研究了固相分数、剪切速率和剪切时间等工艺参数对半固态Mg2Si/AM60复合材料流变特性的影响。结果表明,表观粘度随Si含量及固相分数的增加而增加,随剪切速率的增大和剪切时间的延长而降低,剪切时间达到300 s后,其表观粘度不再随剪切时间的延长而继续减小,达到一个稳态值。

电磁搅拌对弹簧钢60Si_2Mn凝固组织的影响

利用金相观察了电磁搅拌对弹簧钢６０Ｓｉ２Ｍｎ凝固组织的影响情况，并讨论了形成机制． 结果表明：在凝固过程中进行电磁搅拌，引起熔体的强烈流动，使液相区的温度场和溶质含量 趋于均匀；凝固时奥氏体的一次臂生长速度减慢，消除弹簧钢６０Ｓｉ２Ｍｎ一次结晶组织中发达的 柱状树枝晶层；而且随着搅拌功率的加大，弹簧钢一次结晶奥氏体的粒化或非枝晶化（ｎｏｎｄｅｎ一 ｄｒｉｔｅ）程度提高：电磁搅拌使弹簧钢凝固的晶核增多，一次结晶组织得到细化．

60Si2Mn钢动态再结晶数学模型的实验研究

利用计算机技术对轧制过程进行组织性能预报在工业生产中有着广泛的应用前景,而开发合理的数学模型就成为组织性能预报的关键。轧制过程中发生的动态再结晶行为直接影响着预报结果的可靠性。作者在实验室条件下采用单、双道次压缩实验对60Si2Mn钢的轧制过程进行了研究,得到了该钢种动态再结晶的计算模型。

60Si2Mn(A)弹簧钢的脱氧工艺

为了提高60Si2Mn(A)弹簧钢的质量,在LF精炼中进行了不同脱氧工艺的脱氧试验。结果表明:采用铝预脱氧、钡合金终脱氧及夹杂物变性脱氧工艺可使弹簧钢的氧含量降低到15×10-6以下,氧化物夹杂中Al2O3的比例小于40%。

原位Mg_2Si/Al复合材料半固态组织的形成与演变

研究了P对原位Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响,利用等温热处理的方法成功地得到了基体与增强体双相球化的半固态球状组织,探讨了球化机理。结果表明,P孕育变质后,铸态组织中Mg2Si增强相由粗大的枝晶转变为细小的块状,经过等温热处理后的半固态组织,增强相分布均匀、尺寸细小,均表现为规则的球形,而α-Al的形貌也变得较为圆整。此外,随着热处理保温时间的增加,Mg2Si尺寸没有明显的变化,相反,α-Al的尺寸却有明显的增加。

热轧及冷却工艺对60Si2Mn弹簧钢带状组织的影响

为探究热轧60Si2Mn弹簧钢带状组织的形成原因,利用金相显微镜和扫描电镜分别研究了总压缩比、终轧温度和冷却速度对60Si2Mn弹簧钢带状组织的影响。结果表明:当总压缩比从15增加到22.5,带状组织宽度从423.1μm减小到183.7μm;与轧后缓冷的带宽495.9μm相比,轧后空冷的带宽减小为187.8μm;热轧总压缩比和轧后冷却速度是影响带状组织的主要原因,终轧温度对带状组织影响较弱;热轧采用大压下快速冷却可促进元素分布均匀化,有效减弱枝晶偏析,改善带状组织。