3Cr2MnNiMo钢锻件等向性的有限元模拟研究

利用三维热力耦合有限元模型,对3Cr2MnNiMo钢锻造过程中锻件的温度场、应力场以及等效应变场进行了分析,预测了变形过程中的金属流动规律。通过对3Cr2MnNiMo钢进行热力模拟试验,获得该钢的高温热变形抗力,确定了其高温本构模型,并提出了采用方向累积变形功衡量锻件等向性的方法,对不同锻造方式锻件的等向性进行了分析。结果表明,采用热力耦合的方法分析不同的锻造过程,能反应锻造过程的基本特征,对减少生产成本,改善锻件成型质量具有重要意义。在有限元模拟条件下,采用方向累积变形功衡量锻件等向性符合实际,对优化锻造工艺有较好的指导作用。

3Cr2MnNiMo钢大型模块的预硬化处理

本文试验研究了八种淬火冷却方式和四种回火工艺对3Cr2MnNiMo钢预硬化处理后的硬度的影响,在所得的试验数据的基础上,分析估计了3Cr2MnNiMo钢大模块硬化后的表心硬度差,该差值与工业生产结果大致相吻合。

冷却速率对3Cr2MnNiMo钢组织和硬度的影响

利用热膨胀相变仪研究了3Cr2MnNiMo钢的连续冷却转变行为,得到了其静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,分析了冷却速率、变形条件以及合金元素等对该钢连续冷却转变行为的影响。结果表明:铬、镍、钼等合金元素使过冷奥氏体稳定性增强,3Cr2MnNiMo钢连续冷却转变过程中未出现珠光体转变区,相变产物主要为贝氏体和马氏体;随着冷却速率的增加,贝氏体逐渐减少且由粒状转变为板条状,马氏体逐渐增多,硬度总体呈先增大后趋于稳定的趋势;高温奥氏体区的塑性变形使贝氏体相变的发生有所推迟,相同冷却速率下变形后钢的硬度大于未变形钢的硬度。

回火加热速率对3Cr2MnNiMo钢组织及性能的影响

研究了快速加热回火(300℃/s)对3Cr2MnNiMo钢碳化物形态分布和力学性能的影响,结果表明:与低速加热回火(1℃/s)对比,快速加热回火有利于获得细小、弥散分布的碳化物。提高回火加热速率,延迟了位错的回复,这种延迟作用增加了碳化物形核位置,提高碳化物的形核速率和弥散程度,随着回火保温时间的延长会弱化加热速率的影响。当回火温度为660℃、保温时间为1 s时,加热速率从1℃/s提升至300℃/s,试样硬度提升53.3 HV;回火时间延长至1 800 s、300℃/s加热速率下的试样硬度比1℃/s加热速率下的试样硬度值高9.4 HV。

两种模型对锻造成形数值模拟结果的影响

为了提高锻造成形数值模拟的准确性,以3Cr2MnNiMo塑料模具钢为研究对象,根据实际锻造工艺和铸锭的内部组织特点,运用ABAQUS有限元模拟软件分别建立整体模型与分区模型。采用两镦两拔的轴向反复镦拔法进行锻造过程数值模拟,对比分析了锻造过程中两种坯料模型的温度场、应力场及表面成形质量。结果表明:与分区模型相比,整体模型的锻后温度分布更加均匀且温差较小,等效应力值更小,表面平整度及成形质量更好。