20Mn2合金钢半挂车轴用无缝管温热本构关系

为确定温热条件下20Mn2合金钢半挂车轴用无缝管的变形行为,利用Gleeble-1500D热模拟试验机进行温热压缩实验,获得了该材料在变形温度600℃、800℃、1000℃、1200℃和应变速率0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1、3s-1下的真应力-应变关系。结果表明,温热变形下,金属流变应力随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;通过实验数据分析确定出包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系的本构方程,变形激活能为326.7kJ·mol-1。20Mn2合金钢本构方程的确定,为半挂车车轴成形工艺的研究提供了重要的基础技术数据。

形变温度对含ZrC粒子的20Mn2钢晶粒细化的影响

采用热模拟单向压缩试验,研究了含碳化锆粒子的20Mn2钢在不同温度(850～1150℃)和不同形变量(30%～80%)下的晶粒细化行为.组织分析表明,ZrC粒子起到形变核心和再结晶核心的作用,提高了奥氏体动态再结晶形核率,即使在1150℃和1050℃的高温形变状态下,晶粒也能细化至3～4μm;同时因为ZrC作为形变核心的作用,增大了奥氏体内的局域集中形变程度,使得形变诱导铁素体相变能够在较高的温度(950℃)下提前发生;并因为晶粒的细化提高了获得马氏体组织的临界冷却速度,使得各温度下的形变淬火态组织发生了由马氏体向贝氏体乃至形变诱导铁素体的演变过渡.硬度分析表明,晶粒细化及应变产生的硬化作用不仅足以抵消因马氏体或贝氏体的减少和消失带来的硬度降低,还能够进一步提高20Mn2钢的硬度值,并且晶粒细化产生的硬化幅度更大.应力应变分析表明,由于奥氏体再结晶引起了1150℃和1050℃下的形变应力下降,同时由于形变诱导铁素体相变及其再结晶降低了950℃及其以下各温度的形变应力.

20Mn2钢圆环链脆性断裂原因分析

针对20Mn2结构钢圆环链拉伸试验时出现脆性断口的现象,经断口宏微观观察、金相分析后,认为圆环链的断裂性质为沿晶脆性断裂。分析认为,出现沿晶脆断是由于回火温度过高,且圆环链加工现场受场地限制,热处理后的成品链堆放在一起,造成内部圆环链冷却速率较慢,致使Si、Mn、P等元素在奥氏体晶界偏聚富集,形成高温回火脆性。利用合金结构钢高温回火脆性的可逆性,该批圆环链经670℃保温1 h重新回火后,用油快速冷却,消除了高温回火脆性,经检验完全合格。

20Mn2钢质量缺陷成因分析

通过扫描电镜、能谱和低倍组织观察,分析了20Mn钢中外折、推方裂、硬点和掉块等4类主要缺陷的形成原因。结果表明,外折主要为水口结瘤物脱落和结晶器卷渣形成的夹杂物进入铸坯,在穿管时椭圆度过大受力不均造成的;推方裂主要形成原因为热处理时出现上贝氏体组织,内含脆性通道在加工变形时易断裂;硬点为废钢带入的含Cr或W的难熔金属所致;Mn元素在铸坯的宏观偏析恶化了铸坯轧制力学性能,造成掉块。

杭钢80t DC EAF-LF-CC工艺20Mn2链用钢盘条的试制

杭钢采用80 t超高功率直流偏心底电弧炉-钢包炉(LF)-150 mm×150 mm连铸-高速线材轧机试制了20Mn2(%:0.19～0.24C,1.50～1.70Mn)链用钢Φ8 mm和Φ12 mm盘条.LF冶炼时将钢中酸溶铝控制在0.020%～0.025%,喂硅钙线并全程吹氩,连铸时采用长水口,钢水过热度为25～35 ℃,使钢水纯净度较高,全氧含量为(22～31)×10-6,夹杂物≤2.0级.通过控制开轧温度950～980 ℃、终轧温度820～860 ℃和轧后延迟性冷却工艺,钢的晶粒度为8～10级,屈服强度为620～650 MPa,抗拉强度835～875 MPa,延伸率15%～18%,热轧材硬度(HB)175～195,满足标准和使用的要求.

圆环链用钢20Mn2的研制

介绍了圆环链用钢20Mn2钢中主要元素对钢材性能的影响，总结了安阳钢铁集团有限责任公司生产20Mn2钢的工艺。

20Mn2钢管调质时断裂原因分析

规格为φ127 mm×11.5 mm的20Mn2钢管在热处理时发生断裂现象,对断裂钢管进行宏观观察、成分分析和金相分析。结果表明,钢管在热处理中,加热温度过高或加热时间过长,而过热或过烧是导致钢管断裂的主要原因。

起重用20Mn2钢短环链拉伸破断力不合格原因

某公司使用20Mn2钢盘条生产起重用短环链,成品链条出厂前进行拉伸破断试验时发现部分链条的拉伸破断力不符合标准要求,且环链发生了脆性断裂。为找到链条拉伸破断力不合格的原因,对20Mn2钢环链进行了宏观分析、微观分析、化学成分分析、金相检验、显微硬度测试等。结果表明:环链焊接时温度过高、时间过长,导致焊缝区发生高温氧化及严重脱碳,使得焊缝区产生了较多低强度的铁素体组织,降低了焊缝区的强度,导致链条拉伸破断试验时在环链焊缝区发生低负荷的脆性断裂。

20Mn2钢S形拉钩断裂原因分析

?16 mm 20Mn2线材在制作S形拉钩过程中断裂。对?13.5 mm S形拉钩断裂样品进行化学成分、金相组织分析。结果表明,断裂样品化学成分满足标准要求,金相组织为淬火马氏体,未见粗大晶粒,加工孔边缘存在晶界铁素体网。对断口进行扫描电镜分析,断面上存在明显的放射区,孔洞边缘存在沿晶断裂特征。S形拉钩在淬火过程中,由于淬火应力过大,在加工孔边缘产生应力集中,导致拉钩沿晶脆性断裂。

提高20Mn2钢锻件屈服强度的实用技术

详细的介绍了提高20Mn2钢锻件屈服强度的工艺试验过程、力学性能测试结果、试验过程中出现的问题及解决办法,提出了提高20Mn2钢锻件屈服强度的工艺措施。

20Mn2车桥用无缝钢管外折缺陷分析

分析了车桥用20Mn2连铸圆坯在穿孔时出现外折缺陷的原因。通过观察外折缺陷的形貌,认为外折缺陷来源于坯料表面及皮下裂纹。检测了钢管夹杂物、连铸坯化学成分、钢中Als和[N]含量及连铸中间包内的钢液温度,观察了连铸坯裂纹的金相形貌,分析了皮下裂纹试样裂纹断口上的颗粒状夹杂物。检测显示:钢中的Als∧0.025%,[N]≥0.0075%,连铸钢液过热度∧33℃,Als、[N]与连铸钢液的过热度均过高,这是引起钢坯出现裂纹的主要原因;裂纹缺陷处主要夹杂物是MnS+TiN+BN+AlN。当Als和N的含量高及连铸钢液的过热度高同时出现在同一炉钢液,易造成连铸圆坯裂纹缺陷。

汽车挡片的热处理工艺改进

对汽车耐磨挡片的热处理工艺进行了改进,将40Cr钢的调质工艺改为20Mn2钢的淬火工艺,并对改进后工艺的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明：20Mn2钢采用880℃×60 min＋250℃×90 min的热处理工艺时,其硬度为38 HRC、抗拉强度1042 MPa、屈服强度773 MPa、断后伸长率14.1%、冲击韧性93.6 J·cm^-2,显微组织为板条状马氏体。在载荷120 N、转速300 r/min、时间900 s的磨损条件下,其耐磨性能是原工艺的1.7倍,具有良好的技术和经济效益。

起重链环断裂原因分析

某用直径约6mm的20Mn2钢丝材制作的起重链环在使用中断裂。对断裂的链环进行了宏观检验、断口分析、力学性能检测、金相检验和化学成分分析,以弄清其断裂的原因。结果表明:在发黑处理过程中氢溶入了链坏,从而产生氢脆。正是氢脆导致了链环断裂,断裂与链环的力学性能、化学成分和显微组织等因素无关。

起重链条链环断裂分析

某用直径约6mm的20Mn2钢丝材制作的长约31.65mm、宽约20.4mm的起重链环,在服役过程中发生断裂。为确定链环断裂的原因,对断裂的链环进行了宏观检验、断口分析、金相检验、力学性能检测和化学成分分析。结果表明,该链环断裂系氢脆所致。

提高20Mn2钢洁净度的关键技术

通过对20Mn2钢原有工艺的取样与现场数据分析，得出提高20Mn2钢洁净度的关键环节，包括转炉终点控制、精炼造渣、钙处理3方面。结合热力学的理论分析，得出3个环节的优化方案，分别包括转炉炉后控制过氧化现象，提高转炉终点叫（C）≥0．08％，并且控制终点础（P）≤0．015％；炉后加入铝矾土与调节石灰加入量对精炼渣进行改质，使渣系成分落在w（CaO）=50％～60％，w（A1203）=20％～40％，w（SiO2）=5％～10％，w（MgO）=5％；控制钙处理环节二次氧化，并将钙线的喂入长度控制在145~216m。对优化工艺进行工业试验得出，连浇炉数由5．9炉升高至14炉，钢中氧含量明显下降，夹杂物数量与尺寸减小。

热处理方式对20Mn2钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和洛氏硬度计试验研究了20Mn2钢在两种不同热处理方式下的组织特征,通过多功能拉力试验机检测钢材的力学性能。分析表明,20Mn2钢常规热处理的最优参数为淬火890℃保温20 min、回火450℃保温30 min;中频热处理的最优参数为淬火温度950℃、回火温度550℃。试验结果显示,中频热处理后20Mn2钢材的组织和力学性能均优于常规热处理,其主要原因是中频热处理的加热模式使得20Mn2钢材的组织晶粒更加细化。在中频热处理之前20Mn2钢再进行一次正火处理来细化晶粒,还可以进一步提高钢的力学性能。