胀断连杆用中碳非调质KNF33MAM钢的成分与组织

用非调质钢材料代替调质钢材料来制造发动机胀断连杆,可以省去一道热处理工序,从而利于节能环保,采用胀断技术代替传统的平切技术,有利于提高连杆的装配精度。对胀断连杆用KNF33MAM非调质钢的化学成分、低倍组织、显微组织、非金属夹杂物等方面进行分析,结果可为提高国内材料水平奠定理论基础。

高强度胀断连杆用S36CV钢的研发

介绍江阴兴澄特种钢铁有限公司生产的S36CV钢的技术要求和工艺路径,重点阐述主要工序及工艺特点,采用转炉薄渣操作、LF炉和RH炉使用氮气给钢材增N、连铸保护浇注、二火成材、化学成分精确控制等工艺步骤,所得产品纯净度好、力学性能高、连杆胀断和疲劳性能良好,连杆掉渣率低,变形小,满足客户轻量化、高性能的要求。

胀断连杆用非调质钢C70S6的材料特性及组织性能控制

采用金相分析、硬度测定和热模拟压缩变形等实验,结合采集的工业生产数据,研究了胀断连杆用非调质钢C70S6的材料特性及组织性能控制。主要包括动态连续冷却相变规律及其影响,先共析铁素体的特性及影响,以及硬度的影响因素分析及控制。结果表明:动态连续冷却过程中,随着冷速在0.5~20℃/s范围内变化时,组织类型和含量的变化均不大;金相检验误判是部分连杆锻造企业发现连杆内部存在铁素体含量超标的主要原因;碳当量和索氏体化率是调控硬度的关键。

胀断连杆用C70S6钢的高周疲劳性能

采用旋转弯曲疲劳实验研究了胀断连杆用两种成分(%:0.69C-0.034V-<0.005Ti-0.015N和0.72C-0.036V-0.023Ti-0.014N)C70S6钢的高周疲劳性能。结果表明,疲劳断裂均起源于试样的表面基体,其高周疲劳性能主要受微观组织特别是珠光体片层间距的影响;含0.023%Ti的C70S6钢中珠光体片层间距较大,析出粗大(Ti,V)(C,N),导致0.023%Ti钢疲劳性能低于不含Ti的C70S6钢。

胀断连杆用C70S6高碳非调质圆钢冷剪过程开裂分析和改进措施

Φ5 mm C70S6非调质钢(/%:0.72C,0.20Si,0.58Mn,0.015P,0.065S,0.12Cr,0.05Ni,0.035V,0.008Al)生产流程为60 t UHP EAF-LF-VD-240 mm×240 mm方坯连铸-轧制。通过对剪切下料时开裂钢棒的组织、断口和剪切工艺进行分析,得出剪切过程开裂钢棒和未开裂钢棒组织、硬度无明显差别,因棒材在剪切过程受剪切力作用,出现水平方向移动,造成平刀和圆刀之间的间隙增大,使棒材剪切面弯曲变形,造成端部开裂。通过安装时将间隙由0.5 mm减少至0.3 mm,棒材夹持力由3 t增至3.5 t,对钢材进行淋水锈蚀处理以增大摩擦力等措施,剪切30 tΦ35 mm C70S6钢材结果表明,剪切开裂率由原10%降为0。

胀断连杆用C70S6 BY钢连轧材探伤不合格原因分析和工艺改进

非调质钢C70S6 BYΦ60 mm棒材的生产流程为60 t UHP EAF-LF-VD-240 mm×240 mm坯连铸-连轧。连轧材经现场超声波探伤并对缺陷定位取样,通过低倍、金相显微等检验方法对缺陷进行分析,得出该缺陷为心部裂纹,其产生原因主要是铸坯加热不均和轧后冷却应力较大造成。通过改善铸坯加热工艺,将加热二段温度从1 239℃提高至1 248℃,总加热时间≥2.0 h,均热段1 232℃20～40 min,轧后冷却由堆冷24 h改成坑冷38 h,探伤不合格率由36. 80%降至0. 78%。

汽车发动机胀断连杆用中碳非调质钢46MnVS5的应用现状与发展

简述了胀断连杆的发展现状及对材料的要求,对比了中碳非调质钢36MnVS4和46MnVS5金相组织及合金元素的差异,探讨了36MnVS4连杆断口不齐等缺陷的原因,并分析了各合金元素含量对新型胀断连杆材料46MnVS5性能的影响。结果表明:46MnVS5微观组织结构成分分布更均匀,在屈服强度、抗拉强度和硬度等方面具有更好的综合机械性能。最后对胀断连杆未来锻造技术的发展趋势提出了建议。

某发动机胀断连杆螺栓松脱失效分析

通过宏观分析、扫描电镜微观分析以及材料理化性能检验等方法,对某发动机胀断连杆螺栓松脱失效的原因进行了分析。结果表明:连杆螺纹表面粗糙、存在微裂纹等加工缺陷以及无螺纹区域过长、采用切削方式加工螺纹等是导致连杆螺栓松脱的根本原因。通过针对性的制造工艺改进,采用挤压成型方式代替切削方式加工连杆螺纹,大幅度提高了螺纹强度和表面光洁度,成功地解决了连杆螺栓松脱问题。

胀断连杆用中碳非调质钢的连续冷却转变

通过Gleeble-3800热模拟机,研究了一种胀断连杆用中碳非调质钢的连续冷却转变组织变化规律,分析了冷却速度对转变组织和显微硬度的影响.结果表明,当冷却速度为0.1~3℃/s时,组织为铁素体+珠光体,当冷却速度大于5℃/s时,开始发生贝氏体转变,随着冷却速度提高,贝氏体含量增多,并在速度大于15℃/s时发生马氏体转变.实验钢的显微硬度随着冷却速度的提高而增加.

提高C70S6胀断连杆钢钢水纯净度的工艺优化

针对下游用户在C70S6胀断连杆钢加工过程中出现的切削性差、刀具磨损严重、A类超级别以及黑点缺陷等问题,分析了原因,并实施了一系列工艺优化。通过优化炉前脱氧造渣、LF硫铁矿入炉、连铸防氧化控偏析等措施,提高了钢水的纯净度和高硫钢的可浇性,有效降低了钢中A类、B类夹杂物的级别及比例,改善了钢中硫化物的分布,降低了轧材中硫化物的聚集,提高了钢材的切削性能。

胀断连杆用非调质钢C70S6BY产品研发

C70S6BY非调质热轧圆钢经过80 t顶底复吹转炉-LF+VD精炼-240 mm×240 mm方坯连铸-Φ60 mm圆钢连轧-缓冷-精整、探伤工艺生产。采用碱度4~8 Al 2O 3-CaO-SiO_(2)渣系,LF精炼45~60 min;LF离站[S]≤0.010%,[O]≤0.001%;VD后硫合金化,[S]控制在0.063%~0.065%。VD出钢前喂入含镁包芯线100~150 m,Mg收得率在11%~17%,镁硫含量比值约为1.56%。中间包钢水过热度15~30℃,铸坯拉速0.9 m/min。经正火后,试验钢抗拉强度和屈服强度达957 MPa和563 MPa;伸长率和断面收缩率达12%和21%。镁改质处理后,硫化物夹杂长宽比1~2占比达到55%以上。

胀断连杆开发的强度有限元对比分析

某轻型柴油机拟将连杆由传统的平切口、机加工配合面类型改为采用非调质钢的胀断连杆,对此做有限元强度对比分析。有限元计算结果表明,原设计连杆的强度裕度较小,且使用的非调质钢70MnVS的疲劳限值较低,直接改为胀断连杆后不能满足强度设计要求。

C70S6非调质钢胀断连杆的制造工艺及其实物质量

对C70S6非调质钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线进行了合理测定,采用力学性能测试、金相检验、疲劳性能测试等方法对C70S6非调质钢胀断连杆的品质进行了分析。结果表明:轧钢过程中采用高温扩散加热及控轧控冷工艺可得到均匀稳定的轧后组织;控制锻造后冷却速率可使连杆显微组织中的铁素体占比远低于10%,并有效防止出现马氏体等异常组织;最终制作的C70S6非调质钢胀断连杆的各项理化性能指标和疲劳寿命测试结果均能满足使用要求。

胀断连杆用的低合金钢

发动机连杆制造工艺要求降低制造成本和节省合金使用量。20世纪90年代,欧美国家普及推广了一种利用剖分工序的制造工艺。它是利用整体锻造工艺,首先粗加工连杆的杆身与连杆大头顶盖部,并在形成杆身与顶盖的组合面位置上,对连杆大头开水平切口,然后在切口处通过胀裂分割,即剖分为杆身与顶盖部,进行精加工。这一工艺可提高锻造时的材料利用率,减少顶盖部、定位销及销孔的加工工序。另外,剖分连杆用的钢材除要求具有传统连杆用钢的特性外,还要求剖分时变形小。这类钢材可通过增加磷、钒(V)的添加量及利用硫化锰的球化作用来确保剖分性。为了节约V等合金元素,研究了改善剖分性能的新方法,介绍了用钛替代V,确保连杆大头良好剖分性及切削性能的新工艺。

浅析胀断连杆胀开面的偏斜控制

胀断连杆胀开面的偏斜是考核连杆质量的关键特性指标,由于连杆形状、材料及生产工艺的不同导致连杆胀开后分开面的偏斜差异很大,分开面的偏斜还会诱发掉渣增加,使得个别产品的不合格率高达20%左右,此类问题解决起来非常棘手。就如何在设备及生产工艺上对涨断连杆涨开面的偏斜进行有效控制作了详细的介绍。

高效节能发动机胀断连杆生产工艺研发与应用

通过对胀断连杆的主要技术要求进行分析,引入了“激光开应力槽”和“胀断”两工序,制定出一条适合胀断连杆实际生产的新型工艺方案和路线,并对胀断连杆的关键工序尺寸及其公差进行了设计,最后得到了负荷更大、更适合大排量大马力发动机使用的新型胀断连杆。

差异化控冷对C70S6钢胀断连杆微合金碳氮化物析出相的影响

为了推进非调质钢C70S6的国产化进程,明确C70S6钢生产胀断连杆时冷却速度工艺控制问题,分析讨论了冷却速度对C70S6钢中微合金碳氮化物析出的影响。通过利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)等设备,采用物理-化学相分析方法,对热锻后空冷及风冷国产C70S6非调质钢胀断连杆工字筋部位微合金碳氮化物析出相的组成及粒度分布等微观特征进行观察,并量化了微合金碳氮化物M(CN)析出相的析出强化行为。果表明,冷却速度为3和4℃·s^(-1)时,微合金碳氮化物析出相均为面心立方结构,名义化学式分别为(V_(0.896)Cr0.070Mo_(0.034))(C_(0.259)N_(0.741))、(V_(0.927)Cr_(0.050)Mo_(0.024))(C_(0.259)N_(0.740));析出相的尺寸分布集中在1~18 nm;析出相对屈服强度的贡献量分别约为122.0和127.6 MPa;冷却速度加快,微合金碳氮化物析出相的尺寸得到一定的细化,但效果不明显。

胀断连杆用中碳非调质钢的析出强化行为

利用金相显微镜、透射电镜及X射线衍射仪等分析了2种不同钒质量分数(0.15%、0.28%)的胀断连杆用中碳非调质钢在热锻及空冷后的微合金碳氮化物析出相的成分及粒度分布等特征,并探讨了其析出强化行为。结果表明,随着钢中钒质量分数的增加,组织细化,铁素体增加,珠光体片层间距减小,同时含钒、铬的M(C,N)型析出相的数量增多。2种试验钢中分别约有质量分数48%、64%的钒处于M(C,N)相中,M(C,N)相中又分别有约质量分数42.6%、56.7%的颗粒尺寸小于10 nm,这些细小粒子主要弥散分布在铁素体内,其沉淀强化增量分别为140.0和232.6 MPa。当试验钢中钒质量分数较高时,不仅可获得与传统胀断连杆用C70S6钢相当的抗拉强度和冲击功,而且还可获得远高于C70S6钢的屈服强度和屈强比,因而适合用来制造高性能胀断连杆。

C70S6非调质钢锻造连杆的组织力学性能和胀断性能研究

用国产非调质钢C70S6开发试制了胀断连杆。对不同锻造工艺的国产非调质钢C70S6胀断连杆的组织及性能进行了测试，并且运用裂解装置分析了连杆的胀断性能。结果表明：四种不同锻造工艺连杆的组织均为铁素体和珠光体．铁素体含量低于5％；屈服强度在580～630MPa、抗拉强度在970-1010M：Pa、硬度在280~330HV，均符合胀断连杆技术要求；且胀断断口呈现解理断裂形貌，属脆性断裂。

胀断连杆用中碳非调质钢的高周疲劳性能

采用旋转弯曲疲劳试验和疲劳裂纹扩展速率试验对比研究了一种新型胀断连杆用中碳非调质钢50SiMn VPS(R9)与传统高碳钢C70S6(R8)的高周疲劳性能。结果表明,R9的疲劳极限和疲劳极限比均明显高于R8。硅和磷元素的铁素体固溶强化作用及钒元素的析出强化和组织细化作用,使得R9的微观组织细小、均匀,珠光体与铁素体的显微硬度比HP/HF降低,从而具有优异的疲劳性能。