42CrMo环件轧制成形的数值模拟与分析

在Deform-3D平台下建立环件径-轴向轧制的三维有限元模型,结合理论研究和实际试验对42CrMo环件的轧制成形过程进行数值模拟与分析,并研究其轧制过程中的变形规律及成形情况,为轧制生产合格环件提供合理工艺。结果显示:42CrMo环件轧制成形的模拟结果和理论研究吻合,大变形区为环件外圈,内径扩大速度大于外径;等效应变值外圈大于内圈,中心最小,最大等效应变处于轴向端面的棱角处;环件温度外圈高于内圈,中心最高,端面棱角处最低;材料损伤最严重的部位为轴向端面,最大损伤值为0.645。对模拟结果进行理论验证和实际试验验证,环件尺寸的模拟值和理论值误差在5%以内,试验结果和模拟结果接近。

42CrMo钢轴承环件铸辗成形及淬回火组织性能研究

42CrMo轴承环件是高铁动车和风力发电等装备制造领域关键承载、传动构件。基于环件铸辗复合成形技术开展42CrMo钢轴承环件离心铸造、热辗扩成形及淬回火试验研究,分析高温变速进给时辗扩成形环件的微观组织及力学性能,并对后续淬回火过程组织性能演变规律进行探讨。结果表明,成形环件沿径向厚度区域晶粒得到细化,环件近中层和最小宽展处伴有不规则和等轴状的粗大晶粒;强度、硬度值较高,塑、韧性偏差,拉伸和冲击断口形貌表现为韧窝均聚集在剪切唇上,以解理断裂形式为主。530℃回火时沿环件壁厚方向未观察到碳化物,塑韧性仍较低;590℃回火后析出少量细小、弥散分布的碳化物颗粒,各项力学性能指标均满足标准要求,拉伸断口的韧窝数量多、直径大,冲击断口也比530℃时的平整,韧窝分布更加均匀,使得铸辗复合成形轴承环件的强度和塑韧性得到良好的配合。

基于铸辗复合成形的42CrMo钢环件摩擦磨损性能的试验研究

采用MMW-1A万能摩擦磨损试验机对基于铸辗复合成形的42CrMo钢环件摩擦磨损性能进行研究,分析了载荷、滑动速度等工况条件对其摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电镜观察磨损表面形貌,对其摩擦磨损机理进行探讨。结果表明,其体积磨损量随滑动距离的延长不断增加,磨损量随载荷、滑动速度的增大而增加;摩擦系数随滑动速度的提高而降低,随载荷的增大先减小后增大;在载荷为100N、滑动速度为0.78m/s时,42CrMo钢环件的耐磨性能较好。该钢的摩擦磨损机理主要是磨粒磨损和粘着磨损;在大载荷、高滑动速度下,发生严重塑性变形,降低了42CrMo钢环件的耐磨性。

离心铸造辗扩成形42CrMo钢环件热处理后的组织与性能

为实现42CrMo离心铸坯辗扩成形环件良好的综合力学性能,对热辗扩后成形环件采用840℃水淬及590℃回火调质处理,对其显微组织和力学性能进行检测,并对拉伸及冲击断口形貌观察。结果表明:辗扩后环件平均晶粒尺寸较小,中层晶粒相对内、外层的粗大;经过调质处理,辗扩残余应力得到释放,晶界活性增加,晶粒发生一定程度长大,显微组织由层片状珠光体转变为回火索氏体,断裂形式由解理断裂转变为韧性断裂;强度、硬度有所降低,但塑韧性明显提高,综合力学性能良好,满足了技术条件要求。

工程机械用42CrMo钢环件热处理后的组织与性能

对砂型铸造和离心铸造42CrMo钢环件进行了不同进给速度的热辗扩,研究了淬火+回火热处理对钢环件微观组织演变和力学性能的影响。结果表明,砂型铸造42CrMo钢环件在580℃和520℃回火后的组织都为回火索氏体,进给速度更大的钢环件在相同回火温度下会有更多的碳化物从固溶体中析出,且沿径向方向的碳化物颗粒更加细小,分布逐渐从马氏体板条界面析出转变为板条界面和板条内同时析出;相较于砂型铸造钢环件,离心铸造的Ⅳ号钢环件在相同淬火与回火温度下的碳化物更加细小,外层、中层和内层的碳化物颗粒尺寸差异性较小。砂型铸造的钢环件在回火温度为520℃时的力学性能都满足标准要求;离心铸造的钢环件在回火温度为580℃时的力学性能也满足标准要求。