5CrNiMo圆环模具开裂失效分析

某5CrNiMo圆环模具热处理后在机加工过程中发现开裂。对失效模具进行了宏观、微观断口分析,显微组织分析、微区成分分析、硬度检验,综合分析了模具失效原因。结果表明:材料在锻造过程中产生折叠,存在局部氧化皮卷入,导致锻造裂纹;材料化学成分不均匀,形成了低硬度的铁素体+珠光体组织。由于组织不均匀,很容易产生不平衡的内部应力,使得两相交界处成为裂纹源。沿裂纹两侧分布大量孔洞,怀疑该模具材料为钢锭头尾料。

5CrNiMo钢大型热锻模复合强化工艺研究

对5CrNiMo热作模具钢进行了复合强化工艺(镀镍稀土渗硼→预冷淬火→高温回火)试验。结果表明:该处理工艺可大幅提高5CrNiMo钢的表面硬度、高温抗氧化性、冷热疲劳性能和耐磨性。将该材料和处理工艺用于汽车前轴大型热锻模具,已取得了良好的使用效果。

5CrNiMo钢挤压模具淬火过程的数值模拟

借助ABAQUS有限元分析软件对几何形状复杂的5CrNiMo钢挤压模具淬火过程的温度场及热应力场进行数值模拟。计算综合考虑了非线性的材料热物性参数、力学性能参数、表面换热系数及相变潜热的影响。研究表明,淬火初期,工件表面与心部仅存在较小的温差,随淬火时间的延长,该温差不断增大,淬火约5 s时,该温差达到最大值,此时表面温度虽已降低到192℃,但心部温度仍高达780℃,此后该温差不断减小,淬火约460 s时,工件表面和心部温度趋于与介质相同的温度(20℃);淬火过程的热应力变化在工件内外表现为不同的特点,对于表面和心部节点,其主要表现为:表面先呈拉应力后呈压应力,心部先呈压应力后呈拉应力。

QPQ技术对5CrNiMo热锻模具钢组织及性能的影响

运用QPQ盐浴复合处理技术对5CrNiMo热锻模具钢进行表面改性处理,分析了盐浴渗氮对模具钢的渗氮层深度、显微硬度、耐磨性和抗腐蚀性的影响及渗氮层显微组织特征.实验结果表明,5CrNiMo热锻模具钢经QPQ盐浴技术处理后,表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性较渗氮前有较大的提高,且渗氮时间以2～3 h效果最好.

5CrNiMo模具钢堆焊过渡层+强化层材料的组织和力学性能研究

采用药芯焊丝在5CrNiMo模具钢基体上进行堆焊试验,对直接堆焊强化层材料和堆焊过渡层+强化层材料时各堆焊界面的组织,显微硬度,堆焊试样力学性能,熔合区化学成分进行了对比分析。结果表明:堆焊过渡层能有效改善基体、过渡层及强化层堆焊界面的显微组织;形成一个新的二级硬度梯度,使基体到强化层金属的过大硬度梯度得到明显减缓,实现了组织、硬度与合金元素的合理过渡。堆焊试样的抗拉强度得到明显提高。

5CrNiMo钢渗硼层组织分析及性能试验

对 5CrNiMo钢的渗硼工艺、渗硼层组织及渗硼后的性能进行了试验研究。结果表明 ,化合物层主要由Fe2 B组成 ,另有少量含硼合金渗碳体 ;渗硼后材料耐磨性提高 8倍以上 ,且具有一定冲击韧度 ;

5CrNiMo模块锻件拔长折叠产生的判据

为了研究不同压下量和送进量对拔长过程中锻件表面质量的影响,建立拔长折叠产生的判断条件,以5CrNiMo模块锻件为对象,用有限元软件DEFORM-3D建立了相对应的拔长模型,分析压下量和送进量比（M值）对最大折叠角和折叠深度的影响.结果表明,产生拔长折叠的M值临界区间为0.8-1.0.由此建立了拔长过程中锻件表面折叠产生的判据：M值低于0.8-1.0这一区间时,锻件表面不产生折叠;M值属于或超出该区间时,锻件表面产生折叠.

焊后热处理对5CrNiMo钢堆焊熔合区组织及韧性影响

采用药芯焊丝对失效的5CrNiMo热锻模具表层进行堆焊,堆焊后分别进行空冷和400℃×4 h回火处理。利用金相显微镜、显微硬度计及扫描电镜对比分析焊后不同处理条件下的熔合区组织、硬度梯度及冲击韧性。试验结果表明:焊后空冷和焊后回火熔合区组织和性能出现较大的差异性,焊后空冷条件下焊接热影响区出现大量的魏氏组织,熔覆层为大量的片状马氏体和板条马氏体,且熔合区硬度梯度较大;焊后回火处理的焊接热影响区魏氏组织消失,同时熔覆层转变为力学性能较好的板条回火马氏体和回火屈氏体,熔合区断面出现大量较小的韧窝,韧性改善,并且熔合线两侧的最大硬度梯度降低了约60 HV。

5CrNiMo 钢在高温磨损中的动态氧化行为

研究了５ＣｒＮｉＭｏ钢在高温滑动磨损条件下的氧化行为，结果表明：５ＣｒＮｉＭｏ钢在磨损条件下的氧化速度比静态快得多，并且当温度超过６００℃后，氧化膜组成仍以Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３为主而不象静态氧化那样以ＦｅＯ为主．

5CrNiMo用于冷作模具的渗碳淬火特性研究

研究了热作模具钢5CrNiMo在渗碳淬火处理工艺下的表面组织、冲击韧度、硬度和耐磨性等性能,并与进口冷轧精整辊轮试样作了对比分析。实验结果和生产实际表明,5CrNiMo通过高温气体渗碳、淬火、高温回火,可获得较好的使用性能,在保持高韧性的基础下,可获得比常规热处理工艺高的硬度和耐磨性,适合于制造要求韧性高、承载大、耐磨损的精整辊轮等冷作模具。

延长5CrNiMo钢热锻模寿命的探讨

本文从材质 (冶炼、锻造 )、热处理、模腔成型加工及使用维护等方面出发 ,探讨延长 5CrNiMo钢热锻模寿命的途径 ,并提出相应的对策。对于模块热处理后多次开模使用的锤锻模 ,在材质质量保证的前提下 ,结合良好的加工及使用维护的条件下 ,再经热处理工艺上作的改进 ,如适当提高淬火加热温度、油 (或水基淬火剂 )淬时适当降低模面出液温度 ,或采用分级、等温淬火等 。

5CrNiMo钢热锻模开裂原因分析

文章以5CrNiMo钢小型热锻模的开裂为例,具体分析了其化学成分、洛氏硬度、冶金质量、断口形态和显微组织等,特别针对调质后的显微组织对性能的影响进行了相关分析和讨论。最终认为:由于在调质过程中淬火冷却速度较慢,模具未完全淬成马氏体,心部存在一定量的中温转变组织,它导致了模具强度和热稳定性的下降,该模具在刚上模热锻时就发生开裂,这与热处理的目标组织存在差异有密切关系。

基于激光熔覆的5CrNiMo模具修复研究

选用含稀土Y的合金粉末,采用同步法激光熔覆工艺方法对失效的5CrNiMo模具进行了修复,并进行了显微组织、硬度、耐磨性和抗高温氧化性的测试与分析。结果表明,同步法激光熔覆技术可以实现5CrNiMo模具的成功修复,含稀土Y的合金粉与5CrNiMo基体形成了良好的冶金结合;此外,模具的表面硬度、耐磨性和抗高温氧化性因此而分别提高了40.2%、85.7%和86.3%。

5CrNiMo钢锻模液态模锻

采用液态模锻代替自由锻造生产转向螺母5CrNiMo锻模，给出了其下模结构设计参数，介绍了5CrNiMo合金液态模锻工艺参数取值范围，分析了制件的质量。

激光相变硬化工艺参数对5CrNiMo钢温度场的影响

本文运用ANSYS.有限元软件对5CrNiMo合金工具钢激光相变硬化过程进行数值模拟研究,分析了不同激光工艺参数(激光功率、扫描速度、光斑直径)对激光相变硬化过程温度场的影响,并且预测硬化层深.结果表明,激光表面淬火过程温度场分布经历了非稳态到中间准稳态,然后到最后非稳态三个阶段;温度与激光功率成正比,与光斑直径和扫描速度成反比.工件扫入端与扫出端硬化层分布不均匀,呈现扫入端硬化层浅,扫出端深的特点.

钒对5CrNiMo钢铬钒共渗组织与性能的影响

研究了对5CrNiMo热模具钢进行铬钒共渗时,渗剂中钒含量对钢渗层组织和性能的影响.试验表明,采用适当的渗剂成分和共渗工艺,可获得具有优良的耐磨性与抗高温氧化性的渗层.

5CrNiMo锤锻模具补焊工艺方法

锻钢曲轴毛坯的锻造工艺复杂、精度要求较高,需要高质量的锻造模具来保证。其中锤击设备上的终锻模具尤为重要,由于模具在工作过程中要经受巨大的冲击负荷和反复的冷热交替,很容易产生冲击疲劳断裂和热疲劳裂纹,对锤锻模具的修复补焊工作就显得较为重要。因此总结出一套对锤锻模进行的补焊工艺措施,经实施后,效果较好,可供同行参考。

5CrNiMo钢的高温滑动磨损特性

研究了５ＣｒＮｉＭｏ钢在４００℃、５００℃、５５０℃及６００℃等不同温度下的滑动磨损行为，利用扫描电镜、波谱仪及Ｘ射线衍射仪对磨损面形貌及成分进行了分析。结果表明：５ＣｒＮｉＭｏ钢的磨损机制随温度而异，表面氧化膜有减摩、抗磨作用。

5CrNiMo钢碳氮共渗—强韧化复合处理的热磨损性能

利用二次回归正交设计法制订钢的碳氮共渗一强韧化复合处理工艺,用自制的直接通电式高温磨损试验机进行试样的热磨损试验,给出了工艺优化的结果。对磨面进行了扫描电镜和电子探针观察分析。结果表明,经复合处理的试样,主要是发生形成层磨损;当工艺参数间取得最佳配合时,磨损抗力最大,为常规处理的2.4倍。

数控辗环机用5CrNiMo主芯辊断裂失效分析

通过对数控辗环机用断裂5CrNiMo主芯辊的宏观形貌、受力分析、化学成分、硬度检查、金相组织等进行检测,并结合数据剖析及相关理论知识进行分析,明确了该5CrNiMo主芯辊断裂失效是由C含量超标引起脆性加大、组织偏析及疲劳缺陷所致。