52CrMoV4弹簧钢热变形行为的本构模型

基于导向臂用52CrMoV4弹簧钢的热锻及热压变形工艺研究,采用Gleeble-3500型热模拟实验机,在变形温度(1 173~1 373 K)和应变速率(0.01~10 s^(-1))下对52CrMoV4弹簧钢进行等温热压缩实验。基于实验所得真应力-真应变曲线,分析了热变形参数与流变应力之间的关系,建立了修正的Johnson-Cook本构模型和基于应变补偿的Arrhenius本构模型,并对两种本构模型的准确性和有效性进行了比较。结果表明,52CrMOV4弹簧钢的流变应力随着温度的升高和应变速率的降低而降低。通过精度分析可知,修正Johnson-Cook模型的相关系数为0.989 55,平均绝对相对误差为5.4625%,均方根误差为6.870 29 MPa,计算较为简单却具有较高的准确性。而应变补偿的Arrhenius模型的相关系数为0.990 23,平均绝对相对误差为4.4319%,均方根误差为6.226 64 MPa,其精度较修正Johnson-Cook模型更高,可以更 好地预测52CrMoV4弹簧钢的流变应力行为并作为热变形工艺及有限元模拟参数选择的依据。

热处理工艺对52CrMoV4高强度弹簧钢力学性能的影响

通过调控淬火和回火温度对52CrMoV4弹簧钢最佳热处理温度进行研究分析。结果表明,在880℃硬度值达到最高,后随温度上升硬度下降,随着温度上升钢的塑性下降。同时随着回火温度的升高,52CrMoV4弹簧钢中的回火屈氏体增多,导致钢的塑性提高。淬火温度880℃、回火温度380℃时,弹簧钢的力学性能达到最佳,硬度检测值52.1 HRC,屈服强度1722 Mpa,抗拉强度1820 Mpa,断后伸长率10%。

弹簧钢52CrMoV4连续冷却相变的组织变化

采用DIL805L型膨胀仪研究了弹簧钢52Cr Mo V4连续冷却相变组织变化规律,分析了合金元素和冷却速度对CCT曲线、相变组织和显微硬度的影响。结果表明:Cr、Mo、V、Mn等元素的加入使得弹簧钢52Cr Mo V4珠光体和贝氏体转变曲线完全分离,可以在较宽的冷却速度范围内得到马氏体+贝氏体组织,当冷却速度大于等于5℃/s时,连续冷却转变获得单一的马氏体组织。冷却速度增加,促使了连续冷却转变后的组织细化,显微硬度增大。

59 mm×100 mm矩形52CrMoV4弹簧扁钢轧制工艺及失效分析

针对59 mm×100 mm矩形52CrMoV4弹簧扁钢易扭转、尺寸不稳定的问题,进行了孔型设计和轧制工艺优化,并采用化学成分分析、显微组织分析、力学性能试验等方法对发生断裂的弹簧扁钢的失效原因进行了分析。结果表明:材料的化学成分符合要求;力学性能指标中,抗拉强度为1511/1494 MPa、屈服强度为1362/1344 MPa、断后伸长率为11.5%/9.0%、断面收缩率为37.0%/36.5%、表面硬度在42.4~42.9 HRC之间分布;表面脱碳层深度为0.24~0.28 mm,奥氏体晶粒度为7.5~8.0级;未发现大型夹杂物等冶金缺陷;材料经热处理后的主要基体组织为回火索氏体+少量贝氏体;断口起源于表面,疲劳源区域表面存在明显压痕,而其他位置未发现压痕,表明表面压痕是导致材料疲劳寿命降低的直接原因,瞬断区微观形貌为沿晶+撕裂韧窝。

几种高速列车用弹簧钢的脱碳敏感性

研究了51CrV4、52CrMoV4、60Si2CrVA、60Si2MnA共4种高速列车常用弹簧钢的表面脱碳形貌,比较了脱碳敏感性大小。结果表明,Cr-V系弹簧钢具有较小的脱碳敏感性,Si-Mn系弹簧钢的脱碳倾向较大。在850～1050℃温度范围内,60Si2MnA的脱碳最严重,60Si2CrVA次之,51CrV4、52CrMoV4的脱碳敏感性最小。弹簧钢的化学成分对其脱碳行为有重要影响。