时效温度对GH4282合金弹簧丝材组织和性能的影响

为研制耐温900℃的高温合金弹簧,以固溶态的GH4282合金丝材为对象,研究了一次时效温度990~1030℃和二次时效温度788~950℃对组织和性能的影响。采用光学显微镜、高分辨场发射扫描电镜及能谱仪观察丝材微观组织、析出相形貌并分析其成分;采用MTS试验机测试丝材室温和900℃的拉伸性能。结果表明,990~1030℃一次时效+788℃二次时效处理后,GH4282合金丝材室温抗拉强度分别为1092、1085和1078 MPa,伸长率分别为34%、33%和35%;788和850℃二次时效处理后GH4282合金丝材室温抗拉强度分别为1085和1040 MPa,高温抗拉强度分别为460和467 MPa;当时效温度升高到950℃时,室温和900℃抗拉强度分别降低到846和303 MPa。二次时效温度由788℃升高到900℃时,小γ′相尺寸由20 nm增大到约100 nm,大γ′相尺寸由100 nm增大到约300 nm;温度继续升高到950℃时,小γ′相完全回溶,大γ′相数量明显减少。

弹簧丝横截面上各内力对锥形弹簧刚度的影响

横截面上的内力包括扭矩、弯矩、轴力和剪力。锥形螺旋弹簧刚度的经典表达式由外力所做功等于弹簧丝的扭转变形能获得,但经典表达式未考虑弹簧丝倾斜度与弹簧丝弯曲变形的关系及其对弹簧刚度的影响,也未考虑弹簧径径比(弹簧丝直径d和锥形弹簧圈最大半径R1之比d/R1)与弹簧丝剪切变形的关系及其对弹簧刚度的影响。求解弹簧丝在扭转、弯曲、剪切以及轴力作用下的组合变形能,利用外力功等于弹簧丝的组合变形能,推导出包含弹簧丝倾斜度及弹簧径径比影响的弹簧刚度表达式,该锥形弹簧刚度表达式可退化为圆柱弹簧刚度计算式、可退化为锥形螺旋弹簧的经典表达式。当弹簧丝倾斜度和弹簧径径比较大时,由锥形弹簧刚度经典表达式得到的计算值与有限元仿真结果的误差达7%,而新给出的锥形弹簧刚度表达式计算值与有限元结果的误差在1%之内,新给出的锥形螺旋弹簧刚度表达式对锥形螺旋弹簧的工程设计和应用具有指导意义。

白铜弹簧丝两级载荷下累积疲劳损伤预测模型

通过对文献中白铜弹簧丝疲劳寿命试验数据的分析,给出了其带存活率的疲劳寿命曲线表达式。在此基础上。

时效工艺对GH4169合金弹簧丝微观组织及力学性能的影响

镍基高温合金制弹簧构件在航空航天和核电领域被广泛使用。研究了时效工艺对GH4169合金弹簧丝的微观组织结构以及室温和高温下的力学性能的影响。结果表明,随着时效温度的升高,碳化物的含量和γ’相的尺寸逐渐增加。合金经670℃×8 h,以50℃/h速率冷却至570℃,8 h AC时效后GH4169合金弹簧丝剪切强度可以达到1450MPa。当时效温度达到720℃时,δ相开始在晶界处析出。当温度继续升高后,δ相的含量逐渐增加,δ相周围的γ’相溶解。因此GH4169合金弹簧丝的γ’相含量降低,硬度和剪切强度下降。此外,随着温度的上升,GH4169合金弹簧丝的剪切强度和塑性同时降低。

圆柱螺旋弹簧丝直径公差的确定

普通圆柱螺旋弹簧国家标准GB1239-76给出了各有关制造参数的公差,有利于保证产品的质量。但美中不足,弹簧材料的截面直径d未给明确的公差(按惯例取IT12～IT18)。为了确保弹簧的性能与要求,设计制造时控制弹簧丝直径d的公差T_d是很有必要的。下面谈谈T_d的几种确定方法。

GH90高温合金弹簧丝材的试制

GH90高温合金弹簧钢丝采用固溶再经表面酸洗皮膜处理进行单道次大压缩率冷拉的生产工艺,可获得高强度、一定的韧性,一定的抗弯曲扭转能力,其产品满足质量要求。本文探讨了GH90合金弹簧钢丝的固溶处理、表面处理以及拉拔变形量和拉拔工艺。

弹簧丝用低镍奥氏体不锈钢

瑞典Sandvik材料技术公司新近开发成功一种新型弹簧丝用低镍不锈钢，其主要化学成分为Fe-18Cr-4．8Mn矗5Ni-3Cu，用作弹簧丝材性能优异，它具有很小的松弛性、良好的抗疲劳性和耐腐蚀性以及优良的加工性。该不锈钢的抗拉强度与AISI302、EN1．4310相同，然而含Ni量却不到其一半，并且减少了C和Mn的含量，由于增加了C含量而大大改善了耐蚀性，同时兼备了优良的延塑性和冷加工性。成品弹簧经最终退火之后，

65Si2CrV汽车尾门弹簧钢丝表面龟裂原因分析

3.90 mm 65Si2CrV汽车尾门弹簧钢丝生产过程中出现表面龟裂。对表面龟裂产生的主要原因进行分析,6.50 mm钢丝剥皮过程中表面产生厚度约3~4μm白亮层,在韧化转变不充分时遗传下来,后续拉拔时在钢丝表面重新生成白亮层,形成微裂纹,随着拉拔道次增加,表面白亮层厚度和裂纹深度不断增大,形成裂纹。通过调整剥皮钢丝的韧化工艺,在原韧化温度基础上提高50℃处理后,钢丝表面龟裂未再发生。

汽车用65SiCrV6弹簧钢丝表面处理工艺改进

汽车用65SiCrV6弹簧钢丝拉拔时出现严重横向裂纹缺陷。利用体视显微镜、扫描电镜及能谱等手段对钢丝表面横向裂纹缺陷形成的原因进行分析,发现在横向裂纹缺陷附近的钢丝表面存在残留的氧化铁皮。对生产工艺流程和相关工艺参数进行改进,由原来的间歇式酸洗磷化改为在线酸洗磷化;充分利用正火余温并实施两道酸洗;使用酸性草酸表调剂并调整酸洗与磷化工艺参数。改进后的钢丝表面氧化层酸洗干净、磷化均匀,钢丝表面质量能满足拉拔工序使用要求。

时效对GH4090合金弹簧丝微观结构及力学性能的影响

为制备高强度耐高温的高温合金弹簧,以固溶冷拉的GH4090高温合金弹簧丝为母材,在550~750℃范围内进行了时效处理。研究了时效工艺对GH4090高温合金弹簧丝的微观组织结构的影响,分析了γ′强化相对其纯扭力学性能的影响。结果表明,当时效温度在650℃以下时,随着时效温度的升高,γ′相的含量增加,但尺寸变化不大,室温抗扭强度提升。当时效温度大于650℃时,γ′相明显粗化,体积分数降低,室温抗扭强度逐渐下降。另外,二阶时效处理可以获得更细化和更高体积分数的γ′相、从而表现出更高的抗扭强度与硬度。650℃×8 h(50℃/h速率冷却)+550℃×8 h (空冷)的二阶时效工艺可以合理有效地调控微观组织结构,使GH4090合金弹簧丝表现出优良的综合力学性能。室温抗扭强度达到1 373.4 MPa,并且在500℃的测试温度下保持较高抗扭强度。

国产弹簧钢丝热处理生产线现状及发展方向

介绍了国产弹簧钢丝热处理生产线的现状和发展。目前国产弹簧钢丝生产线大多采用油淬火回火工艺,钢丝直径大于8 mm时,设计产能1 t/h。“高速”弹簧钢丝生产线采用“水淬火”工艺,对于直径大于8 mm的钢丝,生产线设计产能2.5 t/h。以直径10 mm 55SiCr弹簧钢丝为例,对热处理后钢丝性能和金相组织进行了分析。对未来弹簧钢丝生产线的设计理念进行了展望。

奥氏体不锈钢弹簧丝的大变形拉拔强化

借助于光学显微镜和X射线衍射仪等研究了奥氏体不锈钢弹簧丝在经过97.7%的大变形后抗拉强度高达1980 MPa的强化现象。结果表明,钢丝的硬度和抗拉强度随着变形量的增加而升高。在大变形量时,沿拉拔方向的组织趋向纤维化,变形马氏体的体积分数在增加,拉拔钢丝的抗拉强度值升高的幅度增加。分析认为变形强化,纤维组织强化和马氏体相变强化是大变形强化的主要原因。

激光冲击诱导弹簧钢丝残余应力状态分析

利用高功率Nd:YAG激光对不同工艺处理的SWOSC-V弹簧钢丝进行单点冲击处理,用X射线应力分析仪测量弹簧内外侧、侧表面的残余应力并计算出残余主应力,建立了激光冲击SWOSC-V弹簧钢丝表面残余应力的产生模型,并利用该模型分析了弹簧钢丝表面残余应力产生的原因。结果表明:弹簧钢丝在经激光冲击处理的表面强化区产生残余压应力,钢丝退火后直接激光冲击处理与经喷丸强化的钢丝激光冲击处理的表面残余应力变化不同,喷丸强化所引起的材料硬化是激光冲击处理弹簧钢丝残余应力变化不同的原因。

汽车用油淬火-回火弹簧钢丝的发展现状

介绍了汽车用油淬火-回火弹簧钢丝最新的研究进展和发展动态,主要探讨了化学成分、冶金质量、截面形状、表面质量以及热处理工艺对油淬火-回火弹簧钢丝组织及性能的影响。

弹簧钢丝拉拔断裂原因分析

运用断口分析、化学成分分析、金相分析、能谱分析以及力学性能试验等检测手段,对某65钢热轧盘条在拉拔成为弹簧钢丝过程中发生断裂的原因进行了分析。结果表明:热轧盘条显微组织中存在网状铁素体、晶粒粗大且不均匀以及较多的非金属夹杂物等缺陷是导致其在拉拔过程中发生断裂的主要原因。

热处理后弹簧钢丝断裂原因分析

利用扫描电镜和金相显微镜对一种弹簧钢丝断口进行了检测,包括钢丝断口和钢丝表面的麻点、横向缺陷和纵向条状缺陷。结果表明：表面麻点为氧化铁皮残留压入所致,横向及纵向缺陷均在热态下产生,三类缺陷均不会导致钢丝发生断裂。钢丝表面凹凸不平呈解理状,断裂区域未观察到明显冶金缺陷,其断裂是淬火内应力加组织应力过大所造成的。

冷拉弹簧钢丝卷制断裂原因分析

对冷拉弹簧钢丝卷制过程中发生断裂的原因进行分析,对其卷制工艺性的影响因素进行总结。通过扫描电镜、能谱仪、光学显微镜、显微硬度测试仪、拉伸试验机等设备对多件卷制过程中发生断裂的1Cr18Ni9Ti冷拉弹簧钢丝的断口形貌、微观组织和力学性能进行对比和分析。结果表明:冷拉弹簧钢丝的断裂模式为塑性断裂,断口形貌呈韧窝特征,断裂原因与材料的卷制工艺性有关;钢丝表面机械损伤会提供初始裂纹扩展源区,组织中的氮化物聚集会破坏材料的连续性,材料强度过高会降低材料的塑性余量,该3类缺陷均会加大钢丝的断裂倾向,给钢丝的卷制加工带来不利影响。因此,需要尽量避免材料表面缺陷、组织缺陷以及性能缺陷,以便提高材料的卷制工艺性。

55CrSiA钢丝制气阀弹簧低温液体软氮化工艺

介绍了 5 5CrSiA油淬火并回火钢丝的化学成分、金相组织和机械性能等内容 ,讨论并确定了能于 4 5 0± 10℃下进行软氮化的盐浴。随后 ,先用4 .2mm钢丝进行软氮化的工艺试验和分析 ,以定出用该规格的线材制造的气阀弹簧的软氮化工艺。然后 ,用以对此规格的钢丝制造的气阀弹簧进行了低温液体软氮化处理。对处理出的弹簧经强压、静压和疲劳试验表明 ,低温液体软氮化处理使气阀弹簧的抗弹性松驰及工作可靠性均得到了提高。最后 ,对渗层的强化机理进行了讨论 ,对弹簧材料和弹簧表面质量提出了严格的要求。

1Cr18Ni9不锈弹簧钢丝冷拔组织分析

1Cr18Ni9不锈弹簧钢丝拉拔过程中的强化形式主要是形变强化,强化效果由3种因素造成:奥氏体加工硬化、形变诱发马氏体强化和马氏体加工硬化,其中形变诱发马氏体强化是主要因素。经过总压缩率为43.7%拉拔后,在白亮的奥氏体基体上有黑色的呈板条分布的马氏体;经过总压缩率为75%拉拔后,奥氏体进一步转化为马氏体,板条状的马氏体大部分发生扭曲变形;经过超过90%总压缩率拉拔后,横截面上晶界遭到破坏,晶粒更加细小,形变马氏体数量明显增加,纵截面上细小的马氏体纤维中间出现白亮的奥氏体细小纤维组织。X射线衍射分析表明:经过不同总压缩率拉拔的钢丝衍射图谱中出现了明显的马氏体衍射峰ε和α′,随着总压缩率的增大,奥氏体衍射峰强度逐渐降低,马氏体衍射峰强度则逐渐增加。当总压缩率为96%时,马氏体组织的体积分数达到97.63%。

弹簧钢丝感应加热生产线的研制

介绍了油回火弹簧钢丝的力学性能,给出了油回火弹簧钢丝感应加热生产工艺流程及系统组成,简述了系统各部分的技术功能及特点。通过中频及超音频电源感应加热的方式,实现了油回火弹簧钢丝的连续生产,并在工业生产中到了很好应用。