晶粒尺寸对42CrMoVNb钢超高周疲劳性能的影响

研究了不同热处理制度下得到的3种具有不同晶粒尺寸的42CrMoVNb高强度钢的超高周疲劳性能.结果表明,超高周疲劳强度和疲劳强度比并不随晶粒尺寸的减小而单调提高,中等晶粒尺寸的试样具有最高的疲劳强度和疲劳强度比.SEM断口观察表明,绝大部分试样的疲劳裂纹起源于夹杂物.随着疲劳断口裂纹源夹杂物处应力强度因子幅△K_(inc)的减小,疲劳寿命N_f增加;而在夹杂物周围的粗糙粒状区域(GBF)的应力强度因子幅△K_(GBF)并不随N_f变化而变化,基本为一常数,且粗晶粒试样的△K_(GBF)高于细晶粒试样.这表明,细化晶粒对高强度钢的超高周疲劳性能有着复杂的影响,存在一个合理的细化晶粒范围.

正火预处理对42CrMoVNb高强度螺栓钢耐延迟断裂性能的影响

通过拉伸试验、恒载荷缺口拉伸试验(CLT)、慢应变速率拉伸试验(SSRT),研究了42CrMoVNb高强度螺栓钢经不同工艺热处理后的耐延迟断裂性能,并与42CrMo螺栓钢进行了比较。结果表明:1400和1500 MPa强度级别的42CrMoVNb螺栓钢的恒载荷延迟断裂强度比均大于0.62,其耐延迟断裂性能优于1200 MPa级的42CrMo螺栓钢。调质处理前增加一道正火处理,可使V、Nb等合金元素形成的碳化物更加细小弥散,从而提高钢的强度和塑性。此外,细小弥散的合金碳化物可以增强氢陷阱作用,提高恒载荷延迟断裂强度比,降低氢脆敏感系数,提升42CrMoVNb高强度螺栓钢的耐延迟断裂性能。

42CrMo VNb细晶高强度钢的力学行为

通过快速循环热处理和改变奥氏体化温度的方法获得不同的原奥氏体晶粒尺寸,研究了晶粒尺寸特别是超细晶粒尺寸对中碳42CrMoVNb钢力学行为的影响。结果表明,晶粒从8μm细化到4μm时,实验钢的强度提高、塑性下降,除弹性变形能外,单轴拉伸的形变强化指数、均匀塑性变形能、裂纹扩展能和总能量均有所降低;当晶粒进一步细化到2μm时,强度不再提高。随着回火温度的升高,强度随晶粒细化而提高的幅度减小。晶粒细化能够明显地提高实验钢冲击断裂时所吸收的能量,降低韧脆转变温度。

高强度42CrMo钢立铣切削力实验与建模

42CrMo钢是典型高强度的中碳合金结构钢,广泛应用于截面大强度要求高的构件中,但在铣削过程中因切削力过大、切削温度过高、切屑不易折断和刀具磨损剧烈等严重影响零部件的加工质量和使用寿命。本文采用正交实验方法对高强度42CrMo钢进行铣削实验,研究了高强度42CrMo钢铣削过程中切削力的基本特征,分析了径向切深、轴向切深、每齿进给量等铣削参数对切削力的影响。并利用最小二乘法回归分析,得到铣削力经验公式,为铣削42CrMo钢刀具设计和切削参数选择提供了参考依据。

Cu元素对42CrMoV高强度螺栓钢在模拟大气腐蚀环境下腐蚀行为的影响

目前有关铜对高强度螺栓钢腐蚀的影响研究未见报道。以耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢42CrMoV为基础,添加0.42%(质量分数,下同)Cu,采用周期浸润试验模拟大气环境,结合扫描电镜、X射线衍射仪及电化学法等分析手段,研究了Cu对高强度螺栓钢腐蚀行为的影响。结果表明:钢中加入0.42%Cu之后,试验钢的腐蚀失重率明显降低,且在腐蚀前期影响程度更为显著。钢材表面能够快速地形成具有保护性的锈层,且Cu在锈层中有一定程度的富集,这使得锈层的致密性更高,保护性更强。XRD结果表明,锈层主要是由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe2O3构成。极化曲线测定结果表明,Cu能够使试验钢的自腐蚀电位略正移,从而提高其耐腐蚀能力。

42CrMo钢用于高强度螺栓的热处理工艺

在不同气候条件下,用于固定风电塔筒紧固件的性能要求不达标问题逐步显现出来.内蒙古西部地区的风沙较大,风沙侵蚀也较严重,风电塔筒紧固件就经常达不到强度、硬度等综合性能的要求.

轧制42CrMo钢高强度螺栓的热处理

轧制42CrMo钢通常为制造要求强度高、塑性和韧性指标也较高的关键部位螺栓的首选材料之一。由于材料内部原始组织的不均匀性等特点,采用常规的调质工艺,在满足高强度的基础上,其塑性和韧性指标往往达不到技术要求。通过采用双液淬火的调质工艺,成功地生产了轧制42CrMo钢高强度螺栓。

42CrMo钢风电高强度螺栓开裂原因分析与对策

大规格42CrMo钢高强瞍螺栓是风电机组中的一个重要零部件。对于风电高强度螺栓要求有强度和韧性良好配合的综合力学性能。由于日前热处理设备、原材料及工艺技术操作难于掌握，调质过程中容易产生淬火开裂事故，而此类开裂与小规格螺栓相比有其明显的特点，只有充分掌握了这些特点才能得到满意的结果。

高频载荷下高强钢的超高周疲劳及热耗散研究

应用超声疲劳试验技术,对两种高强度钢(42CrMo4,100Cr6)在20kHz频率下的超高周疲劳性能进行测试分析。实验结果表明:两种钢的S-N曲线在106周发生了明显的变化,出现了水平渐近线。尽管23个42CrMo4钢试样用于1010周的疲劳试验,但在8.76×107循环周次以上,没有疲劳破坏发生,42CrMo4钢存在疲劳极限,而100Cr6钢的S-N曲线呈现台阶型。高精度热成像仪检测不同载荷条件下疲劳试样温度的变化结果显示:温度的变化与试验材料和加载水平有关。试样温度的快速升高发生在超声疲劳试验的初期,温度的变化反映了材料内部的热耗散过程。裂纹萌生后,微裂纹处不可逆的局部塑性变形导致裂纹萌生区温度急剧升高,疲劳试样内部温度场的变化反映材料的疲劳损伤过程。SEM观察表明:在长寿命区,疲劳裂纹常萌生于试样内部或次表层组织缺陷处。

1500 MPa级高强度钢42CrMoVNb的氢吸附行为

采用阴极充H和H热分析等实验方法,研究了新开发的1500MPa级高强度钢42CrMoVNb在不同奥氏体化温度淬火和不同温度回火后的H吸附行为,并与常用钢42CrMo进行了对比.结果表明,在淬火态及不同温度回火处理后,42CrMoVNb钢充H试样的H逸出曲线峰值温度θ_P200—250℃之间.回火温度从200℃升高到500℃时,充H试样的H含量缓慢增加;当回火温度升高到500℃以上时,充H试样的H含量急剧增加,并且在600℃附近达到最高值6.6×10^(-6)左右,该H含量约为淬火态时的5倍;继续提高回火温度,则H含量又急剧下降.在不同奥氏体化温度(850—1100℃)加热淬火,经400℃回火时,没有细小弥散的(V,X)C碳化物析出,因而充H试样的H含量随奥氏体化温度升高的变化不明显;而在有细小(V,X)C析出的峰值温度600℃回火时,H含量则随奥氏体化温度的升高而明显增加.这表明,细小弥散的(V,X)C碳化物可作为H陷阱而吸附大量的H.通过改变升温速率测定(V,X)C析出相的H陷阱激活能E_a=28.7kJ/mol.

高强度钢42CrMoVNb的氢致延迟断裂行为

采用阴极充氢、SSRT缺口拉伸和氢热分析等试验方法,研究了高强度钢42CrMoVNb在不同温度回火状态下的延迟断裂行为,并与常用的机械制造用钢42CrMo进行了对比。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢的耐延迟断裂抗力逐渐提高;在相同回火温度下,由于42CrMoVNb钢的强度水平明显高于42CrMo钢,其耐延迟断裂抗力低于后者。在较高的强度水平(大于1 250MPa)下,42CrMoVNb钢的耐延迟断裂抗力明显强于42CrMo钢。这主要是由于42CrMoVNb钢在550～650℃的温度范围内回火时析出的细小弥散的(V,X)C碳化物可作为强的氢陷阱而改善钢的耐延迟断裂性能。

42CrMoVNb高强度螺栓钢的球化退火

根据热模拟试验测得42CrMoVNb高强度螺栓钢的Ac1、Ac3分别为773℃、811℃,并由此设计试验钢的球化退火工艺,通过改变保温温度、保温时间对其球化退火工艺进行了研究。通过光学显微镜、扫描电镜、显微维氏硬度以及冷镦试验,对不同球化退火工艺过程中碳化物的球化演变和硬度变化进行了分析。结果表明:试验钢经Ac1以上780℃短暂保温0. 5 h,缓冷至710℃保温6 h球化退火及Ac1以下750℃保温3 h,缓冷至710℃保温6 h球化退火后,均能得到良好的球化组织与较低的硬度,碳化物形态均趋于球状且分布均匀,具有良好的塑性和冷镦性能。Ac1以下750℃球化时,保温时间越长碳化物球化越明显。

柴油机用42CrMo钢高强度螺栓断裂失效分析

柴油机用42CrMo钢制高强度螺栓在紧固过程中发生了断裂掉头现象,通过宏观检验、化学成分分析、纤维流线及过渡圆角检验、显微组织检验和扫描电镜分析等手段,并结合螺栓加工工艺,对其断裂原因进行综合分析。结果表明:螺栓调质过程中,在应力集中的头杆结合区产生淬火裂纹并形成陈旧断口,减小了螺栓的有效承载面积,装配应力作用下因相对过载而断裂。头杆结合区过渡圆角半径偏小且加工不良是引发淬火裂纹的关键因素。

42CrMoVNb钢的热处理工艺优化及力学性能

利用单因素和正交试验对42CrMoVNb钢的热处理工艺进行了优化,利用洛氏硬度计、万能拉伸试验机和金属摆锤冲击试验机检测了相关的力学性能,研究了热处理工艺对42CrMoVNb钢组织和力学性能的影响。结果表明,42CrMoVNb钢的最优淬火回火工艺为860℃×20 min,油冷+440℃×150 min,空冷;经最优工艺处理后其组织为回火屈氏体基体上弥散分布着细小的碳化物颗粒,硬度、抗拉强度、屈服强度、屈强比、断后伸长率、断面收缩率和-20℃低温冲击吸收能量分别为44.5 HRC、1467 MPa、1357 MPa、0.93、10.5%、46%和27.1 J;力学性能满足14.9级高强度螺栓的技术指标要求。