45CrNiSiMnMoVA钢钻削轴向力加工参数优化及响应面法预测

为评价国产45CrNiSiMnMoVA钢的钻削加工性能,选择钻削轴向力评价刀具磨损程度及其表面质量影响因素,针对各参数形成的主效应和交互效应分别构建了相应的回归分析模型。实验研究结果表明:主轴转速增大使得进入平稳区时轴向力减小,获得更小摩擦系数并引起轴向力降低。逐渐提高进给量时,轴向力持续增大,进给速度25mm/min确保达到较小切削力,从而实现加工效率的显著提升。轴向力与步进量之间并不存在直接关联性。通过二次多项式对模型实施预测,显著性检验结果接近1,表明此模型具备优异拟合性能。预测结果相对验证结果获得了较小的相对误差,轴向力的误差在5N以内,去除率的误差在2mm^(2)·min^(-1)以内,表明本预测模型能够满足可靠性要求。

低合金超高强45CrNiSiMnMoVA钢热处理工艺的正交试验优化

采用正交试验方法来确定经济型低合金超高强度45CrNiSiMnMoVA钢的最佳热处理工艺,采用扫描电镜、透射电镜和万能材料试验机等研究了淬火温度、淬火保温时间、回火温度和回火保温时间等因素对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:回火温度的极差值最大,是对试验钢力学性能影响的最主要因素,淬火温度的影响次之;试验钢最佳的热处理工艺为:920℃×45 min淬火+350℃×120 min回火,此时,试验钢的组织为均匀细小的回火马氏体,抗拉强度为1745 MPa,屈服强度为1549 MPa,伸长率为7.3%,室温冲击吸收能量为19.1 J,实现了强度、塑性和韧性的良好匹配。

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。

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。

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钢电子束焊接头组织及显微硬度分析

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计等设备分析了45钢焊接接头组织转变及显微硬度,结果表明:采用真空电子束焊接45钢时,焊缝成形好,接头不同区域均无裂纹产生;其中母材区域组织为铁素体+珠光体;热影响区域中靠近母材一侧组织为网状铁素体+细珠光体,硬度为255HV;受热输入影响,靠近焊缝一侧晶粒长大,并产生粗大的片状马氏体组织,使硬度升高为324HV;焊缝区域中根部由于冷速较快组织为均匀细小的针状马氏体,硬度最高,为719HV;随着冷却速度的减慢,焊缝区域从根部至头部变化时,组织由针状马氏体逐渐转变为团絮状托氏体,硬度显著降低,变为341HV。

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。

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。

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。

45Mn2钢圆管开裂原因

将某45Mn2钢圆坯加工成圆管后,发现其表面存在裂纹。采用宏观观察、化学成分分析、微观分析、电子探针显微分析等方法对钢管表面开裂的原因进行分析。结果表明:异常金属与基体未融合,在对钢管进行磨削处理时,异常金属发生了脱落现象;异常金属与基体的组织、化学成分不同,异常金属压入钢管表面,导致钢管表面发生开裂。

船用曲轴45^(#)钢锻件的生产实践

船用发动机的重要组成部分就是曲轴,以45^(#)钢作为船用曲轴锻件的原料可以大幅度的降低成本,缓解市场压力。文章介绍了某钢厂通过35 t电炉+LF+VD→4.5 t异形锭模铸→锻造→正火→粗加工生产船用曲轴45^(#)钢锻件的实践情况。冶炼过程废钢使用表面无锈蚀的42CrMo短尺废料,精炼使用SiC粉扩散脱氧,真空后加Ti(按0.03%加入)、喂铝线,软吹25~30min,浇铸前对中注管和汤道砖两次充氩。锻造过程等温至950℃使用快锻机开坯、精锻机快速定型,终锻温度780~830℃。热处理工艺为865~875℃/2h正火,空冷;645~655℃/10h回火。经过检验分析,钢的化学成分控制稳定,钢水纯洁度高,w(P)≤0.008%,w(S)≤0.005%;一般疏松1.0、中心疏松1.0、无锭形偏析和点状偏析;半径1/2处晶粒度为6级;组织为珠光体+铁素体;带状组织1.5级,无魏氏组织,验证了制造工艺的合理性和可行性。

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。

淬火介质对45钢组织和性能影响研究

45钢在预定温度淬火实验后通过在不同浓度的NaOH溶液快速冷却,通过金相试样制备,用金相显微镜进行组织观察,研究了淬火后金相组织的分布情况;通过洛氏硬度和显微硬度的测量,研究了何种状态下性能更优秀;通过对试样进行冲击试验,研究试样的冲击韧性。结果表明在碱性淬火液体下淬火45钢可以完全取代其他昂贵淬火液体下的淬火。并且在10%NaOH淬火介质中淬火后,平均硬度达到56.1HRC,金相组织相对比较均匀。