30CrNi3A合金钢高温锰系磷化工艺研究

部分高合金钢磷化效果不佳,甚至难以磷化。通过正交试验,对30CrNi3A合金钢黑色锰系磷化工艺进行了优化研究,分析了磷化过程中总酸、酸比、Fe2+浓度、表调时间、磷化时间等因素对磷化膜耐腐蚀性能和膜重的影响。结果表明,适当的总酸、酸比、磷化时间以及降低Fe2+浓度有利于提高磷化膜的耐腐蚀性能。为提高磷化膜的耐腐蚀性能,应尽量使磷化膜晶粒细小均匀,增加膜重,提高磷化膜中锰的含量,降低磷化膜中铁的含量。

30CrNi3A调质钢高温变形过程峰值应力预测

以机械产品用30CrNi3A调质钢为研究对象,在变形温度为800~1100℃,应变速率为0.1~40/s的条件下通过热模拟试验机对其进行高温压缩实验,并对实验所得该试样的应力-应变曲线进行分析。以实验所得数据为基础,建立在高温变形过程中该金属材料流变峰值应力的本构方程,并通过所建立的方程预测其峰值应力,同时将预测所得结果与实测值进行比较。结果表明,通过双曲余弦本构方程预测所得峰值应力值与实测值最接近,相对误差的均值小于4.1%,预测效果比较理想。

30CrNi3A材料碳氮共渗等温淬火的应用研究

通过拉伸、冲击、硬度测试和显微观察等手段,研究了30CrNi3A经碳氮共渗+等温淬火+冷处理+低温回火处理后原始组织、等温温度对力学性能的影响。结果表明,提高材料纯洁度和组织均匀性可有效提高材料力学性能,满足设计要求,经840℃碳氮共渗,选用合适的温度等温淬火可获得满意的综合力学性能。

30CrNi3A压板裂纹原因分析

通过对失效压板取样进行化学成分、硬度和金相高低倍检测,结合钢坯的高倍和低倍金相组织观察,分析讨论了压板裂纹产生的原因。结果表明,30CrNi3A钢坯心部较严重的带状组织偏析是导致成品压板淬火热处理后形成裂纹的主要原因,钢坯中部集中分布的硫化物夹杂在热处理过程中促进了裂纹的形成和扩展。

30CrNi3MoV高强锻件厚度和层数对抗侵彻性能的影响规律研究

针对一种新研的30CrNi3MoV高强钢锻件,研究锻件靶板结构对抗侵彻性能的影响,采用LS-DYNY有限元计算软件,对侵彻弹侵彻不同厚度、不同层数的30CrNi3MoV锻件靶板过程进行了数值计算,得到了锻件靶板的侵彻深度,获得了厚度和层数对锻件靶板抗侵彻性能的影响规律。计算和试验结果表明,30CrNi3MoV高强钢锻件具有优异的抗侵彻性能;在锻件靶板不被贯穿的极限厚度以上,单层30CrNi3MoV靶板抗侵彻能力随厚度增加而提高,与靶板厚度基本呈正比例关系;在靶体总厚度一定的情况下,多层30CrNi3MoV靶板层数越多,靶体的抗侵彻能力越弱。

船用冷凝器B30/10CrNi3 Mo V封头的热成形工艺研究

研究了B3 0 /1 0CrNi3MoV复合钢板制造船用冷凝器封头的热冲压成型工艺 ,提出了切实可行的工艺措施 ,完成了B3 0 /1 0CrNi3MoV复合钢板标准椭圆封头的加工制造 ,测试了封头的各项性能 ,结果表明 ,获得的各项性能符合设计要求。

基于机器人的泵头体焊接修复

研究了泵头体材料30CrNi3MoV钢的焊接性,采用机器人焊接代替传统的手工电弧焊对泵头体进行焊接修复。焊接时,选用1.2 mm的JM-130焊条,焊前预热100℃,焊接电流270～280 A,焊接电压27～29 V,焊接速度75 cm/min,气体流量20 L/min。虽然30CrNi3MoV钢冷裂倾向较大,但是由于采用混合气体保护,在焊接过程中严格控制预热温度和焊缝的层间温度,所以焊后并未发现裂纹,焊接质量良好。富氩气体保护焊工艺的确定为以后同材质材料提供了直接依据,对其他材质泵头体采用气体保护焊修复具有借鉴意义。

10CrNi3MoV 30C对称双球扁钢淬透性试验研究

通过球扁钢淬透性的测定以及对中频淬火态横截面硬度分布、金相组织与晶粒度的观察评定 ,研究了 10CrNi3MoV 30C双球扁钢的淬透性。结果表明 ,10CrNi3MoV 30C球扁钢的淬透性良好 ,用端淬试验来研究 10CrNi3MoV 30C球扁钢的中频淬火是可行的。

BFe30-1-1/10CrNi3 Mo V复合钢板热成形及热处理后焊接工艺研究

研究了BFe30 1 1 10CrNi3MoV复合钢板的焊接工艺和热成形工艺 ,结果表明 ,焊接后的复层铜与基层钢熔合良好 ,有效地阻止了钢侧中Fe离子对复层铜焊缝的污染。热循环引起的界面松弛对界面的剪切强度有一定的影响。

中碳调质钢30CrNi3焊接工艺及生产应用

特高压断路器的重要元件密封杆材料为30CrNi3,其结构为两端封闭的中空焊接结构,30CrNi3为中碳调质钢,综合机械性能和工艺性能良,焊接性差。通过对30CrNi3进行焊接性分析,制定焊接工艺方案,进行焊接工艺试验,确定最佳的焊接工艺参数,焊接并制作试件,采用渗透检测、射线检测等无损检测方法对焊缝的表面及内部质量进行检验,同时通过焊接接头拉伸弯曲试验,验证接头的机械性能。将焊接工艺试验研究结果应用于特高压断路器密封杆的焊接,取得了良好效果。

压裂车液力端阀箱内孔开裂分析

采用宏观观察、断口分析、成分与夹杂物检测、组织结构与晶粒度分析、裂纹扩展路径观察等手段,对油气开采压裂车液力端阀箱内孔裂纹产生的原因进行分析。结果表明:阀箱的化学成分符合标准规定,材料的洁净度高;试样组织为回火索氏体,奥氏体晶粒度为8.0~8.5级;裂纹萌生、扩展与阀箱的化学成分、组织结构无关,裂纹附近的基体上分布着约1μm左右的小微孔;采用递减功率重熔和增加电渣锭头尾的切除率,阀箱油气田的工作寿命稳定在300 h以上,再未发生类似的失效事故。

30CrNi3钢的稀土催渗研究

对30CrNi3钢进行了稀土氮碳共渗及气体氮化试验,并与常规渗氮结果进行了对比。利用金相显微镜、显微硬度计对渗氮层深度、表面硬度进行检测并分析。结果表明：稀土催渗不仅可以加快渗氮速度,提高耐磨性,而且可以显著提高渗氮层深度及表面硬度。

550kV断路器操作机构轴销的断裂原因分析

在断路器1 000~2 000次机械操作试验中,30CrNi3合金钢渗氮轴销发生断裂。通过化学成分分析、断口分析、低倍检验、金相检验、力学性能测试的方法,对轴销的断裂原因进行了分析。结果表明:该轴销的断裂性质为双向弯曲疲劳断裂;轴销材料渗氮层存在脉状氮化物,内部存在疏松、大尺寸夹杂物和气泡缺陷,降低了材料的力学性能;在周期性旋转弯曲力作用下,轴销表面缺陷处出现裂纹并不断扩展,最终导致轴销疲劳断裂。

模拟工业大气环境中XCS-lode钢与30CrNi3Mo钢的腐蚀行为

采用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学测试,分析了XCS-lode钢与30CrNi3Mo钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为。结果表明:在模拟工业大气环境中,XCS-lode钢和30CrNi3Mo钢的腐蚀速率均随着腐蚀时间的延长呈减小的趋势,且XCS-lode钢的腐蚀速率整体比30CrNi3Mo钢的小;30CrNi3Mo钢表面腐蚀产物膜在短时间内无法形成,XCS-lode钢表面腐蚀产物膜可在极短的时间内形成;XCS-lode钢表面腐蚀产物的主要成分为电化学性质稳定的α-FeOOH,30CrNi3Mo钢表面腐蚀产物主要成分为Fe_(3)O_(4);XCS-lode钢的腐蚀产物膜阻抗明显高于30CrNi3Mo钢的,说明XCS-lode钢表面的腐蚀产物膜对钢基体的保护性能优于30CrNi3Mo钢的。

30CrNi3与Q235B异种钢焊接工艺研究及生产应用

特高压断路器的重要元件支撑焊装设计选择材料为30CrNi3与Q235B。30CrNi3为中碳调质钢,综合力学性能和工艺性能良,焊接性能差,通过30CrNi3与Q235B焊接性分析,制订焊接工艺方案,进行焊接工艺试验,确定最佳的焊接工艺参数;采用射线检测、渗透检测等无损检测方法验证焊缝的表面及内部质量,通过拉伸及弯曲试验,验证焊接接头的力学性能。将试验研究结果应用于超高压断路器支撑座的焊接,取得良好效果。

30CrNi3MoV合金钢锻件组织细化研究

针对30CrNi3MoV合金钢锻件出现晶粒粗大的问题,对锻件原始试样进行等温退火和调质处理细化晶粒试验。结果表明,试样经热处理后,组织得到明显的细化,力学性能满足指标要求。此改进工艺已应用于实际生产中。

30CrNi3MoV钢的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机对30CrNi3MoV钢进行单向热压缩试验,研究了其在变形温度950~1150℃、应变速率0.01~10 s^(-1)的热变形行为,构建了应变补偿型流变应力本构方程,并绘制出该钢的热加工图。结果表明,30CrNi3MoV钢真应力-真应变曲线有3种不同特征:高温小应变速率时,表现为典型的动态再结晶过程;低温小应变速率时,曲线为动态回复特征;应变速率较大时,应力随应变的增大而增大,无明显的峰值应力。采用5次多项式拟合构建的应变耦合流变应力本构方程具有高的精确度,采用该方程获得的预测值与试验值的平均相对误差为3.2%,相关性系数R值为0.993。从热加工图中得到试验钢最佳的热加工工艺参数范围是:变形温度为1020~1150℃、应变速率为0.03~0.35 s^(-1)。

工程机械用30CrNi3MoV钢的热处理与组织性能

对比分析了锻态和调质态电渣重熔和非电渣重熔30CrNi3MoV钢的显微组织和力学性能,在此基础上,研究了Mn和Si含量对非电渣重熔钢组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:电渣重熔并不能改善锻态试验用钢的晶粒度,但是贝氏体组织会有所细化;经过调质热处理后,电渣重熔钢和非电渣重熔钢的晶粒都有明显细化,组织都为细小回火索氏体;调质态电渣重熔钢和非电渣重熔钢具有相似的力学性能,且都满足工程机械用钢的使用要求。Mn含量的提高有利于细化调质态非电渣重熔钢的晶粒,而Si含量的提高对晶粒度的影响较小;适当增加Mn和Si元素含量有助于提高试验用钢的抗拉强度、屈服强度和布氏硬度,但是塑性和低温冲击韧性会有所降低;调质态非电渣重熔钢中增加Mn含量会降低材料的耐腐蚀性能,而增加Si含量有助于提高材料的耐腐蚀性能。同时增加Mn和Si含量的调质态非电渣重熔钢具有较好的强塑性、-40℃冲击韧性和耐蚀性能。

30CrNi3MoV钢动态再结晶行为及其模型的构建

根据Gleeble-3500热模拟试验机测量30CrNi3MoV钢的真应力-真应变曲线,系统研究了应变速率为0.01、0.1 s^(-1)时钢材的动态再结晶行为,并构建了其动态再结晶模型。结果表明:30CrNi3MoV钢在高温小应变速率下更容易发生动态再结晶,其热变形激活能为328.2 kJ/mol;通过加工硬化率随流变应力变化曲线(θ-σ)的拐点确定临界应变,可得动态再结晶临界应变方程为ε_(c)=0.001 22Z^(0.175);构建的动态再结晶体积分数及其平均晶粒尺寸模型能够较好地预测试验钢的动态再结晶体积分数及其晶粒尺寸;当应变速率为0.1 s^(-1)、变形温度为1050℃时,试验钢的晶粒最细小、均匀,平均晶粒尺寸约为19.9μm。