300M钢回火工艺对组织性能的影响

以特种车辆传动轴用300M钢材料为研究对象,通过调整回火温度,在200~350℃内以50℃为间隔调整回火温度分别进行一次回火和二次回火处理,对热处理后的试样进行金相组织、硬度、拉伸、冲击性能检测以及旋转弯曲疲劳试验,得出相应性能随热处理参数的变化规律,优选热处理工艺参数,为生产实践提供理论依据和数据支撑。

商用飞机起落架用单真空300M钢疲劳性能控制现状及展望

根据国内商用飞机起落架用300M钢研究和生产现状,介绍了国内单真空300M钢生产工艺以及疲劳性能控制现状,分析了国产单真空300M钢疲劳强度与抗拉强度、断裂韧性的对应关系,以及疲劳起裂过程中非金属夹杂物种类、喷丸强化作用等,展望了国内商用起落架300M钢未来市场潜力及大尺寸、高性能的绿色发展方向。通过研制攻关,国内形成了商用飞机起落架300M钢单真空冶炼技术,抚顺特钢和宝武特冶已建立了单真空300M钢生产体系且具备批量供货能力。研制生产过程中还需重点关注材料的批次稳定性、纯净度及疲劳性能,加强生产过程控制,持续优化熔炼和锻造工艺,降低能耗及成本,积累数据并完善材料标准体系,同时研制Φ1080 mm及更大锭型的单真空300M钢,在质量、标准、成本及认证等方面与国际全面接轨。

激光喷丸搭接率对300M钢组织和性能的影响

对300M钢进行不同搭接率的激光喷丸处理,借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪及三维表面形貌仪等研究了不同激光喷丸搭接率下300M钢组织和性能的变化规律。结果表明:激光喷丸使300M钢表层形成了梯度纳米结构,表层针状回火马氏体破碎形成纳米晶,局部区域产生非晶化转变,亚表层组织产生一定塑性变形,形成大量的位错及孪晶等晶体缺陷,芯部仍保留着针状回火马氏体结构。由于激光光斑能量固有的空间高斯分布特征,300M钢表面发生物质流动形成冲击凹坑,并产生大量的表面微裂纹。随搭接率的增加,激光喷丸300M钢的表面粗糙度降低,表层强化区域增加,表层晶粒尺寸减小。激光喷丸处理提高了300M钢的强度和塑性,且表层断口形貌特征向韧-脆混合型断裂转变。

激光熔覆XF-G01粉末制备300M钢连接试板的组织与性能研究

采用激光熔覆XF-G01粉末制备了填充X型坡口的300M钢连接试板,使用光学显微镜、显微硬度仪、扫描电镜、能谱仪观察与测定了连接试板截面的组织、显微硬度、微区化学成分,并对比分析了连接试板与300M钢母材的力学性能。结果表明:连接试板截面靠近基体的熔覆层为快冷胞状晶组织,基体为板条马氏体及少量贝氏体组织。熔覆层区域显微硬度约400 HV,但靠近基体的宽约0.3 mm的熔覆层区域出现了明显的成分梯度,导致其显微硬度增加至595 HV。热影响区宽度约0.2 mm,硬度约695 HV,母材区域显微硬度约705 HV。在熔覆层与基体界面位置由于成分梯度的存在,熔覆层与基体材料的力学性能能较好地匹配,使连接试板有较好的强度、韧性匹配。连接试板平均抗拉强度为1600 MPa,平均冲击韧性达到81 J/cm^(2),平均疲劳循环周次达到42 904,除抗拉强度略低于300M钢试样外,冲击韧性与疲劳性能均有所提高。

基于数值模拟的300M钢摇臂模锻件锻造工艺研究

以300M钢摇臂模锻件为研究对象,针对原自由锻工艺材料利用率低、加工量大等问题,将自由锻工艺调整为模锻工艺;并采用数值模拟技术研究了模锻成形速度场、温度场、应力应变场的分布规律及变化等,通过生产验证,锻件成形效果良好,工艺稳定性得到有效保证。

300M钢真空热处理工艺模拟研究

利用有限元软件模拟了300M钢的热处理工艺过程,主要是研究工件在保温过程和气淬过程中的温度场、流场、应变场和应力场的变化情况,为工艺试验关键参数的调整和热处理炉的结构优化提供理论支撑。结果表明,气淬冷却时圆棒的直径越大,各部位的温度场、应力场和应变场越不均匀,直径70 mm圆棒的温度场、应力场与应变场变化最大,直径30 mm圆棒的温度场、应力场与应变场则比较均匀,流场结果显示在通风筒处的流速最大。

基于断裂损伤行为的300M钢疲劳性能影响因素研究

300M钢作为起落架的关键材料,承受着巨大的冲击应力,要求构件具有超高强度和良好的塑韧性,随着服役工况的需求,其抗疲劳性能也是先进飞机起落架制造的关键技术。源于300M钢超高强度的特点,通过典型疲劳失效断裂损伤行为研究,表明影响其疲劳性能的典型因素主要包括表面完整性、内部夹杂缺陷、内部吸氢等。通过喷丸强化、衬套孔挤压强化增加零件表面残余压应力,采用振动光饰、磨粒流、低塑性抛光减小零件应力集中,改善尖边倒圆质量,降低表面粗糙度,采用小刀尖半径和低进给速度加工预防表面加工硬化,以提高超高强度钢的疲劳寿命。采用真空电弧熔炼技术以提高纯洁度,加严复检可预防夹杂带入。通过控制渗氢、合理除氢、加强监测等手段预防超高强度零件发生氢脆或应力腐蚀,进而提高零件的疲劳性能。

浅谈喷丸强化及WC10Co4Cr涂层对300M钢疲劳性能的影响

采用喷丸强度为0.4mmN的工艺对300M钢进行喷丸强化,再利用超音速火焰喷涂在300 M钢基体上进行WC10Co4Cr的涂覆。研究了300M钢在未喷丸强化和喷丸强化后基体上的涂层结合强度,以及未经处理、仅经过喷丸处理、经过喷丸处理与喷涂工艺处理后的300M钢疲劳性能,并对疲劳断口进行了微观形貌分析。涂层结合强度试验结果表明,未喷丸强化和喷丸强化后的基体上的涂层结合强度没有明显区别,均高于70MPa。疲劳试验结果表明,喷丸强化工艺使得300M钢的高应力区的疲劳性能获得明显的提高,但疲劳极限略有降低;而材料即便先经过喷丸强化再进行喷涂工艺处理,疲劳性能仍有十分明显的下降,甚至低于未处理的基体。断口分析结果表明,喷涂工艺中的吹砂处理对试样表面的损伤明显,不仅破坏了喷丸强化工艺引入的表面强化层,而且损伤了强化层下方的部分基材,损伤点的存在造成了材料疲劳性能的明显下降。

300M钢基体上高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗盐雾腐蚀性能

以涂层在飞机起落架的应用作为研究背景,在300M超高强钢基体上对替代电镀硬铬的两种高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗中性盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,两种有涂层的300M钢的疲劳寿命均高于无涂层300M钢,如考虑扣除涂层承受载荷,有涂层的300M钢与无涂层300M钢的疲劳寿命相当。喷砂镶嵌在基体表面的刚玉砂粒导致有WC-10Co4Cr涂层的疲劳寿命低于有WC-17Co涂层的300M钢。两种涂层对基体的疲劳性能都没有负面影响;两种涂层都提高了300M钢的抗盐雾腐蚀性能,但有WC-10Co4Cr涂层的300M钢表现出更好的抗盐雾腐蚀性能。综合比较两种涂层的性能,高速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层是更好的电镀铬替代涂层。

300M超高强度钢高速铣削切削力建模研究

通过建立300M超高强度钢(低合金超高强度钢40CrNi2Si2MoVA)高速铣削切削力经验模型,分析切削参数对切削力的影响,为高速铣削切削参数的合理选择提供可靠依据。采用多因素正交试验方法进行300M超高强度钢高速铣削实验,使用最小二乘法等概率统计方法和回归分析原理建立切削力与轴向切深、主轴转速、进给量、径向切深之间的经验模型,对回归方程及回归系数进行显著性检验,通过切削参数优化验证切削力模型的有效性。通过正交试验直观分析考察切削参数对于铣削力的影响规律。

300m级高面板堆石坝安全性及关键技术研究综述

摘要： 程特性及本构关系、变形特性及渗透稳定性、抗震安全性及措施方案、安全监测等关键技术等进行了深入研究，取得了系列重要成果。结果表明，按照特等工程、特级建筑物设计安全标准，建设超高面板堆石坝是安全可靠、风险可控的。研究提出的相应设计安全标准和安全控制指标可供高混凝土面板堆石坝建设借鉴。

300M超高强钢车削加工表面质量

目的研究切削参数对300M超高强度钢加工表面质量的影响。方法选用硬质合金刀具车削加工300M超高强度钢,研究切削参数对表面加工硬化、残余应力及表面粗糙度的影响。通过HXD-1000显微硬度检测仪、X-350A型X射线应力测试系统、TR240表面粗糙度测量仪对实验过程进行检测分析。通过单因素试验研究影响表面粗糙度的主次因素,并通过正交试验,以进给量f、切削速度v、刀尖圆弧半径rε、背吃刀量a_p为变量建立表面粗糙度的预测模型。结果背吃刀量a_p=0.2 mm,切削速度v为60~120 m/min,进给量f为0.1~0.25 mm/r时,300M钢经切削加工后,维氏硬度在467~550HV范围内变化。切削速度从60 m/min增大至200 m/min时,表面残余应力从压应力-59.13 MPa变为拉应力257.33 MPa,次表层残余应力的最大残余压应力从-147.46 MPa增大到-422.65 MPa,并且层深至50μm左右处,工件材料的加工变质层结束。结论表面硬度随着进给量和切削速度的增大而减小,并且越往里层,硬度越低,直至达到基体的硬度。影响表面粗糙度的最主要因素为进给量,其次是刀尖圆弧半径,再次为切削速度,背吃刀量对表面粗糙度的影响最小。建立的表面粗糙度预测模型通过了试验验证,具有很高的加工精度。

飞机起落架用300M超高强钢发展及研究现状

简略综述了国内外飞机起落架用材的发展历程,重点介绍了目前国内外广为应用的飞机起落架用材300M钢(4OCrNi2Si2MoVA).分析了各合金元素对300M钢材料机械性能的影响;介绍了300M钢材料的真空热处理方法及优越性;分析了300M钢的切削加工特点及切削加工工艺,重点介绍了车、铣、镗、磨加工工艺;概述了300M钢的国内外研究热点问题及取得的研究成果;指出了300M钢的切削加工研究方向.

深厚覆盖层300m级超高土质心墙坝应力变形特征

目前我国高土心墙堆石坝的设计思想是在总结小浪底这类筑坝经验的基础上建立的,只有200 m级以下的资料可供参考,为此采用数值分析方法对居于心墙坝世界前列的深厚覆盖层300 m级高土心墙堆石坝进行进一步研究,探讨了心墙堆石坝填筑与蓄水的全过程,并分析了坝体、心墙的应力与变形特征。计算结果表明,300 m级高土质心墙堆石坝变形、应力均在可接受的范围内,理论上是可行的。

喷丸强化与表面完整性对300M钢疲劳性能的影响

为提高300M超高强度钢疲劳抗力,研究了喷丸强度、喷丸覆盖率及表面完整性对300M钢疲劳性能的影响规律,利用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等,测试和分析了喷丸强化对300M钢表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化的影响规律,探讨了喷丸强化对300M钢疲劳抗力的作用机制。结果表明:喷丸强化改善300M钢的疲劳抗力的效果与喷丸强度、喷丸覆盖率之间的关系不是单调变化规律,并非喷丸强度或喷丸覆盖率越高强化效果越好,而是存在较佳的喷丸强化参数范围,此条件下表面完整性高,疲劳抗力亦高。在喷丸强化工艺参数选取时,不宜盲目地追求过高的喷丸强度或喷丸覆盖率,而忽视金属材料的表面完整性。

300M高强钢热变形行为及其热加工图

采用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度850℃~1200℃、应变速率0.001s^(-1)~10s^(-1)下进行热压缩实验,研究300M高强钢的热变形行为。根据双曲正弦函数,分析全应变条件下流动应力与Z参数间的关系,得到300M高强钢的变形激活能Q及参数A、n、α的值,建立全应变本构方程。基于动态材料模型,建立300M高强钢的热加工图,并讨论了300M钢组织演化规律。结果表明,考虑应变补偿的本构方程,在实验条件内计算的流动应力与实验所测结果吻合度较高;随变形温度的升高及应变速率的减小,300M钢的奥氏体晶粒尺寸增加;变形温度900℃~1 200℃、应变速率0.001s^(-1)~0.1s^(-1)是300M高强钢较佳的热加工工艺范围。

喷丸材料及粒径对300M钢原始表面粗糙度的影响

过去的研究忽视了零件表面原始粗糙度对喷丸后形成的粗糙度的重大影响,而表面粗糙度又是考核喷丸质量的重要指标。采用车削、精车削和磨削3种加工方式在300M钢表面形成3种粗糙度,采用不同喷丸工艺,测定了300M钢喷丸前后的表面粗糙度,观察了材料表面形貌,研究了喷丸对300M钢表面粗糙度的影响。结果显示,铸钢弹丸对材料表面形貌影响最显著,0.6 mm铸钢弹丸喷丸对降低车削表面粗糙度有利,Ra降低到1.5μm;0.30 mm陶瓷弹丸喷丸对降低精车削和磨削表面粗糙度有利。

300m级高面板堆石坝适应性及对策研究综述

"300 m级高面板堆石坝适应性及对策研究"课题对已建的200 m级高面板堆石坝建设进行了系统的技术总结,并围绕拟建的300 m级高面板堆石坝的主要技术问题开展研究,即:经济优势及筑坝条件,筑坝材料特性,坝体分区与变形控制,坝体稳定性评价与变形控制标准,防渗和止水结构适应性,坝体填筑程序及施工质量控制等,取得了一系列成果。研究认为,在适当条件下,采取适当的工程技术措施后,建设300 m级高面板堆石坝是可行的。研究报告还提出了进一步的研究方向和重点课题。

300M钢的热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机在1123～1423 K、以0.01～10 s-1的应变速率,对300M钢进行了高温轴向压缩变形试验,并对不同变形条件下300M钢的金相组织进行了观察分析。结果表明:300M钢的高温流变曲线类型可分为动态回复型和动态再结晶型两种,随着变形温度的降低和变形速率的增加,300M钢的高温流变曲线逐渐由动态再结晶型向动态回复型转变。流变应力和峰值应变随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;实验钢在真应变为1.2、应变速率为0.01～10 s-1的条件下,随变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高。当变形速率为10 s-1时,其变形温度高于1423 K,才会发生完全动态再结晶;测得300M钢的热变形激活能为391.51 kJ/mol,并建立了300M钢的热变形方程以及动态再结晶条件下峰值应变εp与Zener-Hollomon因子的定量关系。

300m级土质心墙堆石坝防渗砾石土料加水工艺试验

针对某300 m级特高土质心墙堆石坝的天然宽级配砾石防渗土料存在“天然含水率低”的特点,进行了“皮带机加水+堆料机堆料+料仓闷料”工艺和“分层摊铺+管网加水+料仓闷料”工艺的现场对比试验,验证相关加水工艺的合理性、可行性。试验结果表明,皮带机加水工艺较管网分层加水工艺具有优势,主要表现在皮带机自动化加水系统能实时、高效、精准地实现土料自动化加水;补水后的土料经过皮带运输由堆料机堆料,可实现自动化均匀堆料;土料加水完毕,闷制3~4 d后内部含水率基本稳定,闷料所需时间短;并提出了皮带机加水工艺的改进措施,改进后的“皮带机加水+堆料机堆料+料仓闷料”工艺可为类似土石坝的土料含水率调整提供参考。