42CrMoA钢热变形过程动态再结晶行为

目的通过Deform-3D软件模拟42CrMoA钢的热压缩过程,研究在压缩量为60%、变形温度为950~1100℃和应变速率为0.01~10s^(-1)条件下42CrMoA钢再结晶模型的可靠性。方法将热压缩试样沿轴线对半分开,以试样中心和边部位置作为金相观察区,分析42CrMoA钢的热变形行为,将计算得到的动态再结晶临界模型输入Deform-3D软件的前处理模块中,模拟过程的变形参数与实验过程的相同,通过在模拟试样的心部和边部位置进行点追踪,实现模拟结果和实验结果中组织的对比分析。结果在压缩过程中42CrMoA钢真应力的变化受加工硬化和动态软化协同作用影响。随着温度的升高,试样心部和边部的再结晶体积分数均有所上升,且试样心部动态再结晶体积分数大于边部的。模拟结果显示,当温度由1000℃升高至1100℃时,试样心部动态再结晶体积分数由75.6%升高至89.5%,在相同条件下,通过金相观察到试样心部的动态再结晶体积分数由73.2%升高至85.3%。结论基于Johnson-Mehl-Avrami模型改进的Yada再结晶模型可以较好地描述42CrMoA钢的动态再结晶过程,实验结果与模拟结果间的相对误差小于8.35%,验证了动态再结晶模型的准确性。

冷却速度对42CrMoA钢显微组织与硬度的影响

在Gleeble-1500D热模拟机上,测定了42CrMoA钢在不同冷却速度下连续冷却时的温度-膨胀量曲线,并用杠杆法计算了各相的相对含量;测定了不同冷速下相转变后的洛氏硬度值;对转变产物的组织形貌进行了简单分析。研究结果表明:当冷却速度为0.2～0.6℃/s(组织为F+P+B),贝氏体含量逐渐增多;当冷却速度为0.7～17.0℃/s(组织为B+M),马氏体的含量逐渐增多,随着过冷奥氏体冷却速度的增加,其转变后产物的硬度逐渐增大。

42CrMoA钢过冷奥氏体连续冷却相转变曲线

结合膨胀法和金相-硬度法,利用Gleeble-1500D热模拟机测定了42CrMoA钢的临界点Ac1、Ac3和Ms点,测定了该钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,相转变点;分析了连续冷却过程中过冷奥氏体转变过程及转变产物的组织形貌;测定了不同冷却速度下相转变后的硬度,获得了该钢过冷奥氏体连续冷却相转变曲线。结果表明,当冷却速度小于0.1℃/s时,转变产物为铁素体和珠光体组织;当冷却速度0.2～0.6℃/s时转变产物是铁素体、珠光体、贝氏体的混合组织;当冷却速度为0.7～17℃/s时,转变产物是贝氏体和马氏体的混合组织;当冷却速度大于20℃/s时,转变产物为完全马氏体,此次实验并没有获得完全贝氏体。

42CrMoA钢锻件内部裂纹失效分析

采用化学成分分析、低倍检验、金相检验、能谱分析以及显微硬度测试等方法对某42CrMoA钢锻件内部裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:42CrMoA钢锻件的内部裂纹属氢致白点裂纹;由于该锻件锻造后去氢处理不及时,加上锻造不良产生的枝晶组织促进了氢分子在锻件内部的扩散,导致了微裂纹的萌生和扩展。建议42CrMoA钢锻件在锻造后及时进行去氢热处理,锻造时适当增加锻造比,改善材料的组织。

42CrMoA钢动态CCT曲线

采用膨胀法和金相-硬度法,在热模拟机Gleeble-1500D上测定了42CrMoA钢的临界点Ac1、Ac3、Ms,及其变形后在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线和相转变点;测定了转变产物的维氏硬度,并对其组织形貌进行分析,从而获得了该钢过冷奥氏体连续冷却动态相转变曲线(动态CCT曲线)。结果表明,当冷速不超过0.1℃/s,组织为F+P;当冷速为0.2～0.5℃/s时,组织为F+P+B;当冷速为0.6～0.7℃/s时,组织为F+P+B+M;当冷速为1～15℃/s时,组织为B+M;当冷却速度大于20℃/s时,转变产物为完全马氏体。

42CrMoA钢制内齿圈开裂失效分析

42CrMoA钢制内齿圈在加工结束后产生了裂纹,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度计等对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:裂纹的形成是因感应淬火工艺不当造成的,同时钢中还产生了较大的热处理残余内应力,钢中的氢和环境氢会向应力集中严重的淬火裂纹尖端富集,形成局部氢浓度升高,使初始淬火裂纹在残余应力作用下又以氢致延迟性裂纹继续扩展;通过采用正确的热处理工艺,在淬火后及时进行回火以改善淬硬层组织可预防开裂。

110 t转炉氧化钼直接还原合金化冶炼B7和42CrMoA钢的工业试验

分析了转炉冶炼过程使用氧化钼直接还原合金化代替出钢时钼铁合金化的氧化钼热力学和动力学还原条件。并在110 t转炉进行冶炼B7(/%:0. 38～0.48 C,0.15～0. 25 Mo)和42CrMoA钢(/%:0.38～0.45 C,0.15～25 Mo)的工业试验。结果表明,转炉氧化钼还原合金化与出钢钼铁合金化的钼收得率基本相同,约为95%,应用氧化钼直接合金化冶炼成本明显降低,吨钢成本约降低22元。

42CrMoA钢制曲轴稀土离子氮碳共渗工艺研究

在不同温度、时间、气压及稀土含量下对42CrMoA钢进行了稀土离子氮碳共渗工艺试验,测定了不同工艺参数下表面强化层的硬度、厚度,并对比了稀土离子氮碳共渗工艺与其它表面强化工艺处理后的磨损性能和弯曲疲劳强度等力学性能进行了研究。结果表明:5%RE、520℃×2 h、1.05 kPa气压为该工艺的最佳参数;42CrMoA钢制高速增压柴油机曲轴用该工艺处理后,完全能满足其使用性能要求。

大型42CrMoA钢薄板的调质处理工艺

在大型薄板件的调质处理中,工件变形大、硬度不均匀是影响热处理质量的两大因素。本文通过对热处理过程中应力和组织转变的分析,合理调整热处理工艺和过程控制,使工件的畸变和硬度均匀性大幅提高,满足了客户要求。

42CrMoA钢CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3系夹杂物低熔点区域的控制

为了对42CrMoA钢Ca（3-SiOzMgO—A12O3系夹杂物低熔点区域进行控制，利用热力学计算软件FactSage计算了1873K温度下的42CrMoA曲轴钢钢液与CaO—SiOz—MgO—A12O3。系夹杂物之间的平衡。结果表明：CaO-SiO2一MgO-A12O3系夹杂物的低熔点区域面积最大，w（Ca0）、w（MgO）和w（A12O3）对夹杂物低熔点区域的影响较为显著；夹杂物的成分落在低熔点区域内，各氧化物的活度应控制在CaO0．0010．1、SiOz0．0010．009、MgO0．0010．09、A12030．0010．09范围内；与之平衡的钢液中[0]和[A1]的质量分数分别为（5～15）×10“和（1～13）×10。

42CrMoA钢大功率柴油机曲轴热处理工艺开发

对42CrMoA钢大功率柴油机曲轴的技术参数和热处理工艺难点进行了分析,在工艺试验的基础上,最终确立了该大功率柴油机曲轴的热处理工艺方案和工艺参数,实现了大型中碳低合金钢曲轴水淬的工艺突破,保证了曲轴的力学性能达到技术要求,并成功将该工艺应用于批量生产。

Φ160mm 42CrMoA钢内部裂纹失效分析

采用电子显微分析及微区成分分析等检测方法,Φ160mm 42CrMoA钢内部裂纹产生的原因进行了分析。结果表明,氢原子在该钢产生的中心疏松及夹杂物聚集区富集产生氢致裂纹,在矫直外力作用下裂纹得到了进一步扩展。

42CrMoA钢回转支撑圈热处理工艺改进研究

通过分析42CrMoA钢回转支撑圈原热处理工艺出现的问题,提出采用完全退火处理取代正火处理,并通过试验确定退火温度,使退火后锻件的力学性能和晶粒度符合技术要求。

40Cr和42CrMoA钢曲轴氮碳共渗工艺的优化

采用CO2+NH3气氛对40Cr和42CrMoA钢曲轴进行氮碳共渗正交试验,确定了钢曲轴优化的工艺参数,该工艺与原乙醇+NH3氮碳共渗工艺比较,钢曲轴的组织和疲劳性能无明显差异,但新工艺比原工艺更经济。

42CrMoA钢的单次喷丸和复合喷丸强化

对42CrMoA高强钢进行了单次喷丸、精整复合喷丸、抛光复合喷丸强化处理,研究了不同喷丸工艺下钢的表面粗糙度、疲劳性能、表层残余应力、组织细化程度及显微硬度。结果表明:喷丸方式对42CrMoA钢最大残余压应力和应力层深度影响不大;单次喷丸、精整复合喷丸、抛光复合喷丸后钢的表面残余压应力、表面组织细化程度、显微硬度及疲劳极限依次增大,表面粗糙度则依次减小;复合喷丸尤其是抛光复合喷丸可显著降低42CrMoA钢的喷丸表面粗糙度。

两种热处理状态下42CrMoA钢本构模型的试验研究

为研究42CrMoA钢在两种热处理状态下高应变率的动态力学性能,利用万能材料试验机和霍普金森压杆设备(SHPB),分别开展常温下的准静态拉伸试验以及20℃~800℃的动态压缩试验,得到了正火和调质两种热处理状态下的应力—应变曲线,并依据以上试验数据建立了J-C本构模型,通过车削试验验证了本构模型的准确性。结果表明:应变率和温度对42CrMoA钢的应力变化有很大的影响,均存在动态回复和热软化效应。在正火热处理状态下,应变率对应力的影响更明显;而在调质热处理后,热软化效应更明显。

42CrMoA钢动态再结晶行为研究

采用Gleeble-2000D热模拟试验机对42CrMoA钢在900~1100℃以0.1~10.0 s^(-1)的应变速率进行了热压缩,以研究钢的动态再结晶行为。结果表明:42CrMoA钢在热压缩过程中发生了动态再结晶,并且在高温、低应变速率条件下更容易发生动态再结晶;采用电子背散射衍射技术检测了不同热压缩变形条件下再结晶晶粒的体积分数,以揭示热变形条件对再结晶晶粒体积分数的影响;利用加工硬化率求得了再结晶过程中的临界应变,并重新构建了临界应变与峰值应变之间的关系,即ε_(c)=0.39ε_(p);计算了动态再结晶激活能Q=279351 kJ/mol,并利用Sellars-McTegar双曲正弦函数模型构建了ε、σ和Q之间的本构方程以及Z参数方程,得知动态再结晶的峰值(临界)应力和峰值(临界)应变与Z参数呈线性关系;采用42CrMoA钢的σ-ε曲线构建了动态再结晶体积模型,且构建的动态再结晶本构方程能准确地描述42CrMoA钢的高温流变行为。

120t BOF-LF-RH-Φ300mm CC-CR流程42CrMoA钢轧材带状组织形成分析及改善措施

通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对42CrMoA热轧态钢中的带状组织进行观察和分析,结果表明:42CrMoA钢热轧态组织中存在着严重的带状组织,并且有铁素体除外的贝氏体等第二类带状组织存在,评定其带状组织为3级。通过EDS线扫描发现C、Cr元素在枝晶间偏析严重,是导致带状组织形成的主要原因。采取控制连铸中间包钢水过热度20~30℃、拉速0.75 m/min、电磁搅拌参数400 A 8 Hz、二冷比水量由0.30 L/kg降至0.25 L/kg和终轧温度由950℃降至910℃等措施,使该钢带状组织由3级降至≤2级。

热轧42CrMoA钢棒材开裂分析

对42CrMoA钢热轧棒材探伤时发现其心部开裂而报废。为此,对有心部裂纹的棒材进行了化学成分分析、宏观检验、显微组织检验和断口分析,以揭示棒材心部开裂的原因。结果表明,棒材心部开裂是由于存在带状组织和热轧后冷却过快所致。此外,过高的轧制温度也加大了棒材的开裂倾向。

背吃刀量对车削42CrMoA钢表面粗糙度及切屑的影响

采用硬质合金涂层刀具,利用单因素试验法进行了车削42CrMoA钢试验,得到了改变背吃刀量对表面粗糙度及切屑长度影响的规律,提供了车削42CrMoA钢精加工阶段的背吃刀量参考值。结果表明:当切屑呈螺旋状规则形状时,表面粗糙度值随着背吃刀量的增加而降低;当切屑变为碎屑时,表面粗糙度值呈现不规则的变化趋势;当背吃刀量继续加大,切屑堆积在前刀面上,切削过程排屑不良导致表面粗糙度值升高。车削42CrMoA时,背吃刀量对切屑长度的影响很大,切屑长度随着背吃刀量的增加先增加后减小。