38MnVS6非调质钢大尺寸棒材往复热轧过程微观组织演化数值模拟

以热压缩实验所得38MnVS6非调质钢微观组织演化数学模型为基础,利用非线性有限元软件MSC.Marc,建立了38MnVS6非调质钢Φ90mm棒材往复热轧过程三维热-力-组织多场耦合有限元模型。微观组织演化数学模型通过MSC.Marc子程序与轧制热-力耦合有限元模型相耦合。计算并分析了38MnVS6非调质钢棒材10道次往复热轧过程中轧件的温度、再结晶分数以及奥氏体晶粒尺寸的分布和演化。结果表明,由于截面尺寸较大,轧件的温度场具有不均匀性,进而导致微观组织场的不均匀性。轧制过程轧件表面温度及轧制后奥氏体晶粒尺寸的实验值和模拟值吻合较好,验证了模型的准确性。

38MnVS6非调质钢在汽车转向节上的应用

开发了一种汽车转向节用非调质钢38MnVS6,对非调质钢转向节的各项力学性能、组织进行了分析。结果表明,非调质钢38MnVS6转向节具有高强韧性,可满足转向节的性能要求;高性能非调质钢的应用,简化了生产工艺,在降低生产能耗的同时方便切削加工,对先进汽车制造的发展具有重要意义。

38MnVS6非调质钢高温奥氏体流动应力模型研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对38MnVS6非调质钢在温度为950～1200℃、应变速率为0.01～5 s-1进行热压缩试验,获得不同变形条件下的流动应力曲线。根据经典应力-位错关系和动态再结晶动力学方程分别对动态回复和动态再结晶两阶段建立流动应力模型,然后统一表示为完整的38MnVS6非调质钢高温奥氏体流动应力模型。根据实验结果计算模型中各参数。所建立的流动应力模型可以用于38MnVS6非调质钢热锻造过程的数值模拟。

38MnVS6非调质钢棒材轧后冷却过程中的组织转变

以MSC.Marc有限元分析软件为平台,利用其二次开发功能,结合38Mn VS6非调质钢等温转变曲线,建立了38Mn VS6非调质钢棒材轧后冷却过程的有限元模型,实现了38Mn VS6非调质钢棒材轧后冷却过程温度和相变的耦合计算。通过模拟,得到了棒材轧后冷却过程温度和组织的分布和演变情况。计算得到的组织转变情况与实测结果吻合较好,这对优化38Mn VS6非调质钢棒材轧后冷却工艺参数有一定指导意义。

非调质钢46MnVS6汽车发动机连杆胀断缺陷分析

连杆是发动机的关键零件,某连杆在胀断过程中发生掉渣爆口缺陷,连杆材料为46MnVS6。通过成分分析、金相组织观察、断口扫描分析等手段,对连杆裂解掉渣的原因进行了全面分析。结果显示:连杆掉渣样件的原始材料符合连杆制造要求,但因连杆断面晶粒尺寸大小不均且出现贝氏体组织,导致材料脆性增加,从而导致连杆在裂解过程中的细晶粒区域发生掉渣。研究了46MnVS6连杆的裂解特点和规律,揭示了缺陷产生原因和机理并提出相应解决措施。

感应淬火对38MnVS6非调质钢组织和冲击性能的影响

研究了38MnVS6非调质钢感应淬火过程中的组织和冲击性能变化。利用冲击试验机、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计和热分析仪等观察、测试了不同温度处理后38MnVS6非调质钢的冲击性能、冲击断121形貌、硬度、显微组织和奥氏体转变温度。结果表明：感应淬火使38MnVS6非调质钢表面获得马氏体硬化层，硬度高于550HV0．3，能有效提高工件表层的强度和冲击性能，其中，38MnVS6非调质钢冲击吸收能量的提高主要与其裂纹形成功的显著提高有关。

非调质钢38MnVS奥氏体动态再结晶的研究

研究了V-Ti微合金非调质钢38MnVS(/%:0.42C、0.76Si、1.33Mn、0.011S、0.013P、0.10V、0.02Ti)的奥氏体动态再结晶过程。通过Gleeble-3800热模拟试验机,研究了变形温度(950～1150℃)和变形速率(0.1～10s^(-1))对38MnVS钢奥氏体动态再结晶过程的影响,并建立了Zener-Hollomon参数为变量的方程、动态再结晶尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,变形温度越高,变形速率越低,发生动态再结晶的临界驱动力越小,动态再结晶越易进行;微合金非调质钢38MnVS动态再结晶激活能为Q_d=275.453 kJ/mol。

碲处理改善汽车曲轴用非调质钢38MnVS6硫化物形貌的研究

为研究碲元素对汽车曲轴用非调质钢38MnVS6硫化物形貌的影响,在冶炼过程中喂入70 m的Mn-Te线,加入0.012%Te,通过金相显微镜及扫描电镜对Φ380 mm连铸圆坯及Φ105 mm热轧圆钢的非金属夹杂物进行研究。研究发现,硫化物的形态在连铸坯横向与纵向的形态相同;MnS与MnTe形成共晶化合物,MnTe的存在改变了MnS的析出形态,可以使硫化物形态向短杆甚至椭球态转变,整体长度尺寸变小,平均长度由45μm缩短为15μm;加入0.012%Te后,MnTe与MnS两种夹杂物发生固溶,轧材夹杂物与铸坯相似,而未Te处理的圆钢硫化物随轧制的方向被明显的拉长。

高硫非调质钢38MnVS6纯净度控制

介绍了38MnVS6钢的生产工艺流程,针对生产过程中夹杂物超标的问题,进行了一系列的工艺优化。通过优化转炉冶炼工艺、采用合适的精炼渣系、优化钢水增氮工艺、完善连铸保护浇注等措施,38MnVS6钢的纯净度得到大幅提升,夹杂物合格率达到了99.2%,满足了客户的需求。

含碲非调质钢38MnVS6水口结瘤成因分析

为调控钢中硫化物的夹杂形态和分布,提升产品品质,以碲处理工艺代替钙处理工艺开发了高品质含碲非调质钢38MnVS6,但在生产过程中会产生水口结瘤现象.为分析水口结瘤的形成原因,采用X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜分析及热力学计算等,解析了水口结瘤物的主要物相及与钢中夹杂物的关系,探究了其与碲处理工艺的关联性.研究结果表明,水口结瘤物主要由CaO·2Al_(2)O_(3)和MgO·Al_(2)O_(3)组成,不含碲相关的物相,其与钢中的氧化物夹杂成分相近,因此水口结瘤并不是由碲直接造成的.在碲处理工艺替换钙处理工艺后,钢中钙质量百分比浓度不足以将Al_(2)O_(3)改质为低熔点12CaO·7Al_(2)O_(3),当前钢中Al和Ca主要生成的钙铝酸盐夹杂为CaO·2Al_(2)O_(3).此外,钢中残余的少量Mg使Al_(2)O_(3)转变为MgO·Al_(2)O_(3),对应的Mg质量百分比浓度为0.25×10^(-6)~1.46×10^(-6).当钢液流经水口时,CaO·2Al_(2)O_(3)与MgO·Al_(2)O_(3)在水口内壁相互烧结黏附,不断聚集增厚,最终形成水口结瘤.

38MnVS4非调质钢在汽车涨断连杆上的应用

为提高汽车发动机连杆性能,开发了一种汽车涨断连杆用中碳钒氮微合金化非调质钢38Mn VS4,介绍了连杆的化学成分、毛坯试制工艺、力学性能、金相组织、涨断性能和疲劳性能。结果表明,非调质钢38Mn VS4连杆具有高强韧性,相比高碳微合金非调质钢C70S6连杆具有更高的性能,对先进汽车制造的发展具有重要意义。

汽车用非调质钢38MnVS的研制

汽车用调质钢零件改用非调质钢材制造,具有节能增效等优点,我国正逐渐推广应用。本文将40MnB调质钢与试生产的38MnVS易切削非调质钢性能进行比较,介绍了38MnVs易切削非调质钢中的钒、硫等元素的作用,试生产情况及检测的各种性能。

非调质易切削钢38MnVS连铸坯的高温延塑性

应用Gleeble 1500D热模拟试验机,研究了非调质易切削钢38MnVS(%:0.42C、1.29Mn、0.09V、0.067S)370 mm×490 mm连铸坯的高温延塑性及变形断裂机理。结果表明:38MnVS钢的零强度温度(ZST)为1 370℃和零塑性温度(ZDT)为1335℃;38MnVS钢在熔点(T_S)到600℃的温度区间内存在2个脆性区,第Ⅰ脆性温度区为T_S～1250℃,第Ⅲ脆性温度区为875～600℃,因此,该钢连铸坯的矫直温度应在875℃以上。

感应淬火对38MnVS6曲轴弯曲疲劳性能的影响

为验证感应淬火对38Mn VS6非调质钢曲轴疲劳性能的提升作用,通过圆角及轴颈感应淬火处理对曲轴表面进行了强化,曲轴弯曲疲劳台架试验结果表明,其99.99%存活率的弯曲疲劳极限相对于不强化的曲轴提高了68%,优于原调质钢曲轴。结合曲轴成品取样获取的非调质钢锻态性能数据和CAE计算结果,基本判断38Mn VS6感应淬火曲轴满足该曲轴的静力学强度要求和疲劳性能要求。

38MnVS6汽车转向节杆部冲击韧性偏低原因分析

为了找出38MnVS6汽车转向节杆部冲击功低于32J的原因,对转向节杆部切割试样,进行冲击实验,对冲击形成的断口进行微观形貌分析,并在显微镜下观察截取试样的金相组织,同时通过模拟软件模拟该转向节在锻造过程中,金属材料的晶粒度变化过程。实验的结果表明:该转向节杆部金相组织不均匀、晶粒度偏大,断口呈现脆性断裂并存在微裂纹及潜在裂纹趋势,这些是造成在这个部位冲击韧性偏低的主要原因。

38MnVS非调质钢的缺口高周疲劳破坏行为

锻件截面尺寸变化及表面加工缺陷所引起的应力集中往往会导致其早期疲劳失效,因而要求钢材具有高的缺口疲劳性能和低的疲劳缺口敏感度。为了明确非调质钢的缺口疲劳破坏行为,采用旋转弯曲疲劳试验机研究了一种锻造用中碳非调质钢38MnVS在不同应力集中系数Kt(1、2、4)下的高周疲劳破坏行为。结果表明,试验料的光滑和缺口疲劳S-N曲线均存在明显的疲劳极限,Kt对试验料的疲劳极限和疲劳缺口敏感度qf具有显著的影响,当Kt从1(光滑试样)提高到2和4时,疲劳极限分别降低了48%和67%,qf值分别为0.93、0.68,呈现出较高的疲劳缺口敏感性。试验结果及文献数据的拟合分析表明,可采用Kt的幂函数来表征试验料的缺口疲劳极限,并提出了预测铁素体+珠光体型非调质钢在不同Kt下疲劳极限的一种简便高效方法。

微量碲对38MnVS6钢中MnS夹杂物塑性变形的影响

为探究微量碲改质对钢中硫化物塑性变形的影响机制,对38MnVS6非调质钢中MnS夹杂物进行了微量碲改质工业试验,并探讨了碲对钢中MnS夹杂物的改质机制和塑性变形行为的影响。结果表明,微量碲改质能明显降低试验钢铸坯中硫化物的长宽比,碲改质后不同变形量的轧材中硫化物评级亦有所改善;钢中碲主要固溶于MnS,形成Mn(S,Te)固溶夹杂物,当碲浓度达到析出过饱和度时,以MnTe形式析出于MnS表面并形成MnS-MnTe夹杂物;碲良好的硫化物形态调控效果是由于形成显微硬度更高、相对塑性更低的Mn(S,Te)夹杂物;而夹杂物在大变形量轧制条件下的真应变增幅减小导致碲改质后试样中夹杂物的相对塑性反而有所增加;长条状硫化物夹杂在轧制时可能发生先碎化再经历Ostwald熟化的过程。

非调质曲轴用38MnS6生产工艺试验研究

介绍了非调质汽车发动机曲轴用钢38MnS6的产品特性及使用要求,并根据产品技术特性及加工使用要求设计了38MnS6的内控化学成分,同时结合相关要求制定了有效的冶炼和轧制生产工艺,对通过设计工艺生产的轧制圆钢产品的低倍组织、非金属夹杂物、奥氏体晶粒度、带状组织等质量性能指标进行了综合检验评测,产品各项性能指标优良,所有指标全部满足客户技术要求,产品发客户后通过了客户的入厂检验和加工检测认证,产品质量完全满足客户使用要求,且性能良好,取得客户的供方资质认证。

中碳微合金非调质钢涨断连杆的开发

为提高发动机连杆性能,用中碳微合金非调质钢36MnVS4试制了发动机连杆,并对试制连杆的性能进行了检测。结果表明,试制的36MnVS4连杆的化学成分、显微组织、力学性能、疲劳性能、台架耐久性能和道路试验性能等性能不仅满足技术要求,且比高碳微合金非调质钢C70S6连杆的性能优异,可代替C70S6生产连杆,提高连杆性能。

钙和镁处理对38MnVS钢中硫化物夹杂的影响

以38MnVS非调质钢为试验对象,通过真空感应炉冶炼得到经钙、镁等不同合金处理的试验钢,并对试验钢铸锭中硫化物夹杂进行了分析研究。结果发现,在钢中添加钙、镁合金可以提高硫化物夹杂中相应元素的含量,且添加钙的效果更加明显,同时钙、镁合金的添加可以降低铸锭中10μm以上硫化物夹杂比例,其比例从5%以上降低到3%以下。另外,对试验钢锻材中硫化物研究发现,钙合金处理后的锻材试样中硫化物平均长宽比最小,只有5.25,硫化物夹杂形态控制效果最好。