一种提高45钢力学性能的热处理工艺

研究了提高45钢力学性能的高压调质热处理工艺。采用光学显微镜、硬度计和电子万能试验机观察和测试了该工艺处理后45钢的组织和力学性能,并与相同工艺常规热处理的样品相比较。结果表明:该工艺有效提高了45钢的力学性能,在4 GPa压力作用下,经900℃保温15 min处理后再经550℃保温40 min回火处理,45钢的硬度和压缩屈服强度分别为36.5 HRC和928 MPa,较同工艺常压调质处理的分别提高了17.74%和16.88%。

45#钢表面Ni-W/ZnO超疏水复合涂层的制备及性能研究

采用电沉积工艺并结合喷涂法在45#钢表面制备Ni-W/ZnO超疏水复合涂层,表征了复合涂层的微观形貌和主要成分,并对复合涂层的疏水性、机械稳定性及耐蚀性进行测试分析。结果表明:复合涂层表面形成微纳米分级结构,主要成分为Ni、W、Zn、O、C和Si元素,改性ZnO颗粒在复合涂层中呈较均匀分散状态。复合涂层表面水滴接触角达到151.4°,表现出超疏水性能,并且经20次胶带提拉、20次砂粒冲击和20个周期砂纸摩擦后接触角仍然大于150°,能稳定地保持超疏水性能而且具有良好的机械稳定性。复合涂层还表现出优异的耐蚀性,其腐蚀电流密度仅为6.79×10^(-7)A/cm^(2),极化电阻达到3.25×10^(4)Ω·cm_(2),相比于常规Ni-W合金镀层,能为45#钢提供理想的腐蚀防护作用。

45钢水口结瘤原因及控制

研究了45钢生产过程中中间包水口结瘤问题的原因并提出了改进措施。利用高速数据采集系统及EDX荧光分析技术监测了钢液波动情况及水口结瘤物的成分。结果表明:高熔点Al_(2)O_(3)非金属夹杂物和钙处理过程形成的CaS在中间包浸入式水口内壁聚集是水口结瘤的原因。减少Al_(2)O_(3)的产生量,同时防止过量的[Ca]与[S]形成CaS是解决水口结瘤的根本措施。通过将钢水成品钙含量控制在6×10^(-6)~10×10^(-6);LF过程渣料配比二元碱度控制在3.5~5范围,做到硫含量可控,同时硫合金化前置到VD真空前;将LF离站铝含量控制在≤0.015%;VD真空后减少合金化种类,铝合金化后进行钙处理,间隔时间设定为3~5 min;钢水过热度控制在25~35℃等工艺措施改善了45钢的可浇性,实现了整浇次稳定生产,中间包水口结瘤问题随之解决。

基于电阻层析成像的45钢表面缺陷检测研究

本文提出一种利用电阻层析成像技术来检测45钢中的缺陷的方法。对45钢缺陷进行检测时,因其具有低电阻、高电导率的特点,使得检测的信号比较微弱且易受到噪声干扰,难以从检测信号中获取利于图像重建的特征。因此,通过构建特定用于45钢检测的电阻层析成像设备,可获取较大的信号强度数据,并利用小波分析对其进行的数据处理,分离噪声种类以及提取有效的单频特征信号,从而有效的改善图像重建的质量。采用5种算法对其进行成像,结果表明,总变异重建算法面对缺陷位置的多种情况,均可以有效的识别缺陷位置及大小。

高加热速度下温度对45#钢再结晶和晶界特征的影响

目的针对45#钢的再结晶行为受退火工艺的影响较大这一问题,研究了2种加热速度下不同退火温度对45#钢再结晶行为、再结晶形核长大机制以及晶界特征分布的影响规律。方法采用箱式电阻炉模拟罩式退火实验,分别以2℃/s和0.08℃/s的加热速度将试样加热到不同温度(660℃、720℃)并保温30min,利用电子背散射衍射(EBSD)研究退火后45#钢的再结晶行为和晶界特征。结果与0.08℃/s加热速度相比,当加热速度为2℃/s时,试样的晶粒细小,再结晶温度较高。在高加热速度下,随着退火温度的升高,再结晶体积分数增大,一些小角度晶界转变为大角度晶界,促进了再结晶过程。再结晶晶粒通过亚晶合并形核并呈等轴状分布,亚晶粒通过相互吞并的方式生长,导致亚晶粒减少,几何必要位错密度增大。在2种加热速度下,720℃时(Σ9+Σ27)/Σ3的比值大于660℃时的比值,且在720℃下低ΣCSL晶界更高,更有利于45#钢中晶界团簇形成,晶界特征分布更优。结论与慢速加热相比,在高加热速度下退火会提高生产率,改善材料的微观结构,这主要通过晶粒细化来实现。

与45钢对摩材料干摩擦条件下的摩擦学性能

为选择与45钢对摩的摩擦副材料以适应干摩擦苛刻工况,采用RTEC多功能摩擦试验机,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、改性聚醚醚酮树脂(改性PEEK)、浸渍呋喃树脂碳石墨(M120K)和浸渍巴氏合金碳石墨(M120B)4种配副材料的摩擦学性能进行测试,并利用扫描电子显微镜对磨损表面进行观察和分析,从微观角度揭示了4种材料的摩擦磨损机理。结果表明,随着载荷和转速的增加,平均摩擦系数大致呈现出M120B<UHMWPE<改性PEEK<M120K的规律,磨损率则大致呈现出M120B<改性PEEK<M120K<UHMWPE的规律。当载荷增大时,UHMWPE和M120K由磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损;改性PEEK以粘着磨损为主并伴随轻微的磨粒磨损;M120B表现出磨粒磨损与粘着磨损共存的形式。当转速增大时,UHMWPE和M120B以磨粒磨损为主并伴随轻微的粘着磨损;改性PEEK和M120K以粘着磨损为主并伴随轻微的磨粒磨损。

变形温度对45#精冲钢组织演变的影响

利用热模拟单道次压缩实验研究了45#钢在不同温度变形过程中微观组织的演变规律。通过对变形过程中组织形貌的观察和应力-应变曲线的分析,讨论了变形过程中的相变行为和软化过程。结果显示,实验钢在热变形过程发生铁素体(DIF)和珠光体(DIP)两种形变诱导相变,Ar3温度以上变形时,主要发生形变诱导铁素体相变,伴随少量珠光体生成,并且随着变形温度的降低铁素体增加,珠光体略微降低;Ar3温度以下变形时,形变诱导珠光体逐渐取代铁素体,且随温度的变化趋势相反。低温变形时,形变诱导相变是软化的主要原因,高温变形时主要发生动态再结晶,导致软化,并且动态再结晶的软化作用要比形变诱导相变的好。

45钢的温变形行为及本构模型

在变形温度为600~700℃,应变速率为0.001~1 s^(-1)及变形量为60%的条件下,采用Gleeble-3500热模拟试验机对45钢进行了等温压缩试验,研究了其温变形行为。在对45钢真应力-真应变曲线进行摩擦修正及绝热修正的双修正基础上,建立了45钢基于Arrhenius方程的本构方程、基于应变补偿的Arrhenius本构方程和BP(Back-propagation)神经网络的本构模型。结果表明:45钢的流变应力对变形温度和应变速率十分敏感,随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增加。通过计算本构方程的预测值和试验值的相关系数与平均相对误差发现:基于Arrhenius方程的本构方程,相关系数为0.98537,平均相对误差为3.1197%;基于应变补偿的Arrhenius本构方程,相关系数为0.97923,平均相对误差为4.42948%;基于BP神经网络的本构方程,相关系数为0.99682,平均相对误差为2.28368%,表明基于BP神经网络的本构方程的整体预测性较好,具有较低的误差及较好的预测性。

热处理工艺对45钢显微组织及力学性能的影响

为优化45钢的综合力学性能,在标准化退火+淬火回火的基础上,设计了3种不同冷却速率的淬火工艺,分别为油淬火、NaNO3盐浴淬火和水淬火。利用光学显微镜、扫描电子显微镜等设备观察了3种淬火状态下的钢料显微组织,发现冷却速率对45钢的马氏体片层尺寸、密度分布具有显著影响。运用拉伸试验机、砂砾冲击试验机,测试了热处理后钢的抗拉强度、屈服强度、延性及冲击韧性。结果表明:NaNO3盐浴淬火处理后的钢在屈服强度、抗拉强度、延性方面均优于油淬火和水淬火处理后的钢;油淬火处理后的钢的冲击韧性最高。研究证明,适当控制淬火冷却速率,可以有效优化45钢的力学性能。

J-C本构模型参数对45钢钻削仿真结果的影响规律

基于AdvantEdge FEM软件建立了45钢钻削过程的有限元数值仿真模型,通过单因素仿真试验获得了一组用标准麻花钻钻削45钢工件时的扭矩、轴向力、钻削温度和切屑形态仿真数据,并据此研究了45钢J-C本构模型的5个参数(屈服强度、硬化模量、应变率敏感系数、温度软化系数、应变硬化指数)对钻削过程数值仿真结果的影响。结果表明,45钢J-C本构模型的5个参数对其钻削过程数值仿真结果的影响具有明显的规律性。在给定的工艺参数与工件材料J-C本构模型的5个参数的取值范围内,扭矩、轴向力与钻削温度受屈服强度、硬化模量、温度软化系数的影响较大;切屑卷曲半径的变化主要受屈服强度、温度软化系数、应变硬化指数的影响,与参数硬化模量、应变率敏感系数的关系不大。该结果对调整与优化用于钻削过程有限元数值仿真的工件材料J-C本构模型参数,获得准确的钻削过程数值仿真结果有一定的参考价值。

45号钢热轧钢板延伸率的影响因素研究

针对45号钢热轧中厚板生产过程中出现的力学性能不合格,尤其是延伸率不合格的情况,进行了关于45号钢热轧钢板延伸率影响因素的研究。通过对45号钢热轧钢板试样进行宏观性能拉伸试验和微观金相组织观察,将伸长率合格试样与不合格试样在非金属夹杂物、带状组织、珠光体百分含量、晶粒大小等方面进行了对比,得出了影响45号钢热轧钢板延伸率不合格的因素。

45#圆钢顶锻裂纹形成原因及改善

圆钢作为优质碳素结构钢,具有十分广泛的应用市场。张宣科技45#圆钢在生产过程中出现了不同类型的质量缺陷,顶锻合格率偏低。为此,利用化学成分、低倍检验、金相检测等全方位的分析方法,深入查找剖析顶锻裂纹的形成原因。研究发现:气泡和非金属夹杂物造成铸坯裂纹的比例分别为68%和23%,是影响铸坯质量的关键因素。进而对全流程生产工艺进行了优化:转炉工序,将转炉冶炼终点氧含量由347.94 ppm降低至187.22 ppm,减少钢中非金属夹杂物含量;精炼工序,优化LF精炼渣系,改善精炼渣冶金性能;连铸工序,全过程保护浇注、保证氩封效果,防止钢液二次氧化及吸氮,减少冶炼及连铸过程中气体的产生。优化措施实施后,高效促进了钢中气泡和夹杂物上浮,强化脱氧和脱氧产物的排除,减少了钢中硫化物和氧化物夹杂,钢中全氧含量控制在60~65 ppm范围内,且夹杂物粒径≤30μm,热顶锻开裂率由18%逐步降至0.5%,圆钢质量稳定性显著提高。

机械振动对45#钢力学性能的影响

在凝固初期对45#钢钢液施加机械振动,通过改变振动参数观察对铸锭力学性能的影响。实验结果表明:经过不同振动参数处理后,45#钢铸锭的力学性能得到明显改善。随着振动频率的提高,铸锭的布氏硬度和冲击韧性均呈现递增的趋势;随着振动幅度的提高,铸锭的布氏硬度和冲击韧性均呈现先升高后下降的趋势;随着振动时间的增加,铸锭的布氏硬度和冲击韧性均呈现先升高后下降的趋势。并分析了产生上述结果的机理。

45^(#)钢圆钢心部缺陷分析

针对某尾炉45^(#)钢轧材探伤合格率低的问题,采用带锯床对该批次材料进行锯切加工,在取样过程中带锯发生异常断裂,同时,轧材断口处存在贯穿式的心部缺陷。通过直读光谱分析仪、光学显微镜、布氏硬度计、显微硬度计、扫描电子显微镜及X射线能谱仪等检测手段,对轧材探伤合格率低的原因进行分析。结果表明,圆钢心部存在的贯穿式缩孔缺陷长度为7~10 mm,因缩孔卷渣使氧化渣的硬度超过锯片的强度极限,在锯切过程中导致锯片异常断裂。通过适当调整铸坯尾坯拉速、二冷水强度、适当增加尾炉尾坯切除长度等优化措施,有效提高了铸坯质量,生产效率明显提升。

45钢环断裂原因

某45钢环在进行淬火时发生断裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜和能谱分析、金相检验、硬度测试等方法对钢环断裂原因进行分析。结果表明:钢环的断裂性质为淬火断裂,较高的加热温度和水冷形成的淬火应力是其断裂的主要原因,零件基体存在大量沿环向分布的MnS夹杂物,严重割裂了基体的连续性,对心部断裂起到促进作用。

45钢特厚复合坯真空电子束焊接头裂纹倾向分析

采用真空电子束焊接方法封焊并制备45钢特厚复合坯,通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、冲击试验机等设备,分别分析了45钢复合坯封焊过程中不同位置(1#起弧处、2#中部、3#收弧处)接头组织与力学性能。结果表明,焊接位置由起弧处向收弧处变化时,接头熔深几乎不变,热影响区域面积逐渐减小。1#接头焊后冷却速度相对较慢,焊缝根部无裂纹产生,组织为针状马氏体与团块状托氏体混合物,硬度为588 HV,焊缝根部冲击性能为25.7 J,断口呈韧性断裂;2#及3#试样焊后冷却速度快,焊缝根部产生明显的穿晶裂纹,组织均为针状马氏体,随着焊后冷却速度的加快,马氏体数量增多尺寸变细;硬度分别升高至674 HV与729 HV,冲击性能下降,分别为18 J与13.7 J,并呈脆性断裂。

45钢链轮淬火裂纹常见原因分析与预防

45钢链轮在调质处理或感应淬火时,表面时常出现淬火裂纹。对淬火裂纹产生原因进行分析,提出了预防淬火裂纹的措施。应根据链轮化学成分、原材料金相组织、链轮结构复杂程度和表面状态等进行分析,制定合理的热处理工艺,采取预防措施,减小链轮淬火时热应力和组织应力。还需要加强现场工艺操作管理,增强责任心,避免45钢链轮淬火裂纹产生。

复合电磁搅拌对45钢连铸圆坯碳偏析的影响

以齿轮用45钢Φ210 mm连铸圆坯为研究对象,通过对比复合电磁搅拌(M+F-EMS)与单独使用结晶器电磁搅拌(M-EMS)对连铸圆坯碳偏析效果的影响,确定复合电磁搅拌参数对连铸圆坯碳偏指数的影响。结果表明:使用复合电磁搅拌比单独使用结晶器电磁搅拌的碳偏指数波动小。最佳复合电磁搅拌参数为M-EMS 2 Hz/200 A;F-EMS 8 Hz/250 A。

不同热处理工艺对45钢组织结构和性能的影响

研究了通过改变冷却速度(空冷、油冷、水冷)和回火温度(200℃、400℃、600℃)对45钢显微组织和力学性能的影响。利用金相显微镜和X射线衍射仪对其显微组织及结构进行分析,用洛氏硬度计对其硬度进行测量。结果表明,冷却速度越快,得到的45钢硬度越高,840℃水淬所得45钢硬度最高。回火温度对45钢的显微组织和力学性能影响较大,回火温度越高,45钢的硬度越低,600℃回火所得45钢的综合力学性能最佳。

高效率生产优质45钢工艺实践

文章介绍了45#优质碳素结构钢冶炼的生产实践。依据客户对45钢产品的质量要求,结合公司的设备能力,通过严格控制关键工艺环节,不断优化生产工艺技术,同时各工序紧密配合提高效率,探索出适合汉钢公司的提质降本,稳定高效顺行的优质45钢工艺技术。