支承辊材料45Cr4NiMoV钢高温临界损伤值测定方法与试验

45Cr4NiMoV钢是大型支承辊的重要材料,其热态成形过程中容易产生裂纹缺陷。深入研究该零件的裂纹形成机理,并对其进行精确预测具有重要意义,而材料的临界损伤值是预测该零件高温裂纹的重要判据。文章基于Normalized Cockcroft&Latham损伤模型,对临界损伤值的实验测定方法进行了理论分析与研究,采用GFL(Gleeble Fracture Limit)方法对45Cr4NiMoV钢高温临界损伤值进行了测定。实验测得,在变形温度为1100℃、应变速率为0.01s-1的条件下,45Cr4NiMoV钢的临界损伤值为0.63。

45Cr4NiMoV钢的热变形行为及流变应力的ANN模型

在变形温度为1173-1323K；应变速率0．01～5．00s-1的条件下，采用Gleeble-1500热模拟实验机对45Cr4NiMoV钢进行等温压缩试验，获得了其高温流变行为曲线。以所得热压缩实验数据为基础，建立了BP人工神经网络模型，结果表明模型预测值与实验值吻合良好，预测值和实验值的相关系数为0．9997，平均误差为0．04％，即该模型具有较高的预测精度，且模型预测值可以追踪热压缩在宽泛变形条件下的高温变形行为，包括加工硬化阶段和应变软化阶段，故ANN模型可以描述45Cr4NiMoV钢在热变形过程中的高度非线性的流变行为。

45Cr4NiMoV钢动态再结晶模型研究

采用Gleeble热模拟试验机对45Cr4Ni Mo V钢在变形温度1000～1150℃,应变速率0.002～5s-1,最大变形量为55%的条件下进行热模拟压缩试验。采用Poliak EI和Jonas J J等人对θ-σ（θ=dσ/dε为加工硬化率）曲线的描述,建立了45Cr4Ni Mo V钢在变形参数范围内的动态回复曲线（DRV）。通过对变形过程中的动态再结晶体积分数XD与应力参数之间的关系拟合,得到了45Cr4Ni Mo V钢在变形参数范围内的动态再结晶体积分数模型为：XD=1-exp-1.29ε-εcε0.5εε2.304εε。

45Cr4NiMoV钢等温转变曲线的测定

采用金相-硬度法,测定了45Cr4NiMoV钢在不同温度等温时的相转变;用JMA方程,计算出了相转变3%、97%所需的时间;绘制出了45Cr4NiMoV钢奥氏体等温转变TTT曲线;结合金相组织观察,研究了该材料不同温度等温时奥氏体转变过程及转变产物的组织形貌,并测定了相转变后材料的硬度。

45Cr4NiMoV钢热变形行为的研究

45Cr4NiMoV钢是一种新型的大型支承辊材料。在热力模拟试验机Gleeble-1500D上,对45Cr4NiMoV钢进行不同温度下的压缩试验。并以试验数据为基础,通过线性回归分析,得到45Cr4NiMoV钢的形变热塑性激活能及相应的数学模型。分析了变形温度和应变速率对45Cr4NiMoV钢的热变形影响,发现高温低速率有利于动态软化的发生。研究结果为该材料大型支承辊的锻造加工提供科学依据,并为进一步的研究该材料在热变形领域的应用奠定基础。

45Cr4NiMoV锻钢热轧支撑辊辊身剥落分析

中厚板轧机上的锻钢支撑辊在使用中后期出现不同程度的剥落现象,致使轧辊损耗加快。通过对其进行成分分析、硬度测试、金相检验及断口分析,确定了支撑辊剥落的原因:内部组织中夹杂物等提供了可能的裂纹源,裂纹在此产生并逐渐扩展,起初因摩擦磨损在轧辊表面形成轻微点蚀及小块剥落,受到辊型和载荷等其他外部因素的影响,在应力集中部位产生大面积剥落,从而导致轧辊报废。

基于Hansel-Spittel模型的45Cr4NiMoV合金热变形行为

为了准确描述45Cr4NiMoV的高温流动特性，采用Gleeble-1500D热模拟试验机对45Cr4NiMoV进行了等温压缩试验，研究45Cr4NiMoV在变形温度为750～1200℃、应变速率为0．002～5s^-1条件下的流变特性。基于Hansel—Spittel模型，建立其热变形方程，通过相关系数r对所建方程的准确性进行了分析。分析结果表明：该方程可以准确预测45Cr4NiMoV合金的热变形行为。

4Cr5MoSiV1和45钢耐磨性对比研究

采用销盘式高温摩擦磨损试验机,在25～400℃下对4Cr5MoSiV1和45钢进行磨损试验,对比两种钢的耐磨性,并探讨了磨损机制。研究表明:在25℃下为粘着磨损,4Cr5MoSiV1和45钢具有相同耐磨性,磨损率随载荷的提高呈线性增加,符合Archard公式;在200℃下为Quinn型氧化轻微磨损,4Cr5MoSiV1和45钢仍然具有相同的耐磨性;随载荷的提高,磨损率先降低后缓慢增加,具有较低的磨损率和增长率;在400℃下为氧化磨损,但不同于Quinn型氧化轻微磨损;随载荷的提高,磨损率快速增加,特别是高载荷下45钢出现塑性挤出,4Cr5MoSiV1钢具有比45钢明显高的耐磨性,归因于其高的热软化抗力。

45Cr4NiMoV合金钢热变形的本构模型

在Gleebles-1500热模拟试验机上,研究了45Cr4NiMoV合金钢在变形温度为800-1150℃、应变速率为0.002-5 s^-1、最大变形量为60%条件下的热变形行为。采用Zener-Hollomon参数法来构建合金的本构模型。通过真应力-应变曲线,发现45Cr4NiMoV合金钢在热压缩变形过程中发生了动态再结晶,分析了温度、应变速率对动态再结晶的影响,并通过金相试验得到了验证。误差分析表明,所建立的本构模型能较好地反映出其高温流变特性。

45Cr4NiMoV合金动态再结晶临界应变

采用Gleeble热模拟试验机对45Cr4Ni Mo V合金在变形温度为1000~1150℃,应变速率为0.002~5 s-1,最大变形量为55%的条件下进行热模拟压缩试验。通过对采集到的数据进行处理,结合lnθ-ε曲线的拐点及-(lnθ)/ε-ε曲线的极小值判据,建立了45Cr4Ni Mo V动态再结晶临界应变模型。结果表明,45Cr4Ni Mo V合金动态再结晶临界应变随变形温度递增以及应变速率递减而增加,临界应变εc与峰值应变εp之间满足:εc=0.42761εp,动态再结晶临界应变模型为:εc=0.000522Z0.15142。

基于L-J位错密度模型及CA法的45Cr4NiMoV合金动态再结晶行为

基于热压缩实验得到的数据,获得了45Cr4NiMoV合金在改进的Laasraoui-Jonas(L-J)位错密度模型中的应变软化参数及应变硬化参数,建立了45Cr4NiMoV合金的动态再结晶模型。采用元胞自动机(CA)方法,应用DEFORM-3D软件对45Cr4NiMoV合金热成形过程中的动态再结晶行为进行有限元分析,并与实验得到的微观组织进行对比。结果表明:当应变速率及变形量一定时,较高的变形温度促使45Cr4NiMoV合金位错及晶界迁移运动加剧,其动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,模拟结果与实验结果较为吻合,验证了所建立的L-J位错密度模型的合理性,说明修正的L-J位错密度模型结合CA能准确预测45Cr4NiMoV合金的动态再结晶微观组织演变过程。

采煤机截齿齿体材料及工艺研究

齿体材料是采煤机正常运行的基础保障。以现阶段工业化发展情况为依据,结合近年来截齿应用特点,明确新时代发展对采煤机工作提出的要求,分析现有采煤机截齿齿体材料,并提出相应的制作工艺,以此为保障采煤机工作质量安全提供有效依据。