5CrNiMoWV钢热作模具的研制

对热作模具钢 5 Cr Ni Mo WV与 5 Cr Ni Mo的技术参数进行对比和试验分析 ,明确了5 Cr Ni Mo

5Cr油套管钢在含Cl^(-)的CO_(2)环境中的腐蚀特性研究

目的掌握油气井生产中CO_(2)腐蚀对油套管的影响规律,研究兼顾耐蚀性和经济性的5Cr油套管材料在含Cl^(-)的CO_(2)环境中不同时间下的腐蚀演变规律。方法采用XRD、XPS、SEM和EDS等技术分析5Cr油套管钢在不同时间下腐蚀产物膜的演变情况,利用丝束电极(WBE)和阻抗测试(EIS)技术对其腐蚀电化学行为进行研究。结果5Cr油套管钢腐蚀后期的平均腐蚀速率约为初期的1/2,在腐蚀14 d后,腐蚀产物膜中的Cr富集大于30%,Cr、Fe质量比达到较高水平,约为基体的15倍。随着腐蚀的进行,电荷传递电阻和产物膜覆盖引起的电阻增大,电化学反应阻力增大。在腐蚀前期具有局部不均匀性,随着腐蚀的进行,电极腐蚀电位有负移现象,最终分布区间为−0.59~−0.61 V,电极表面阳极电流区域大幅减少。结论在腐蚀时间延长的条件下,5Cr油套管钢腐蚀产物膜的致密性增加,电荷传递电阻呈变大趋势。在产物膜下的5Cr油套管钢区域,电流发生由阴极向阳极极性转变的现象,产物膜存在的孔隙使5Cr油套管钢基体金属被腐蚀,从而导致阳极电流的出现。表面局部腐蚀电位阳极区的形成和扩展使其有产生点蚀的倾向,但腐蚀产物逐渐沉积在点蚀坑内壁,形成了Cr富集的保护性表面层,原发生点蚀区域由原阳极活性点位转变为阴极区,对其发展起到了抑制作用。

面向热轧带钢表面缺陷检测的YOLOv5算法优化分析

单阶段目标检测网络YOLOv5在处理热轧带钢表面缺陷的特征提取与感受特征融合时存在一定不足。文章提出一种适用于热轧带钢表面缺陷检测的优化YOLOv5算法,该算法通过IOUK-means++算法调整Anchor聚类锚框设定,并增加Dynamic Head目标检测头,引入通道注意力机制(C3_CA),同时结合Hard Swish激活函数与WIoU_Loss边界框回归函数,有效提高热轧带钢表面缺陷检测的综合精度。由NEU-DET数据集测试结果表明,相较于单阶段YOLOv5算法融合结果,优化后的YOLOv5网络模型的均值平均精度(mAP)可提高至75.7%,且网络约束率可有效提升6.1%。上述优化YOLOv5算法对热轧带钢表面缺陷位置勘定、分类指向与影响评估具有有益参考,同时也为金属表面的高精度筛检提供重要支持。

新型冷作模具钢9Cr5Mo2V不同热处理下的性能研究

以新型冷作模具钢9Cr5Mo2V为研究对象,通过淬回火温度对硬度的影响规律,选出5种不同的热处理工艺,对比不同工艺下模具钢的横、纵向冲击韧性、抗弯强度和耐磨性能,并与7Cr5Mo2V钢进行对照。结果表明,9Cr5Mo2V钢在1030℃淬火、520℃回火热处理下具有极佳的硬度(63.6 HRC)和耐磨性能(260.16 min/mm3);970℃淬火、520℃回火热处理后,其纵向平均冲击功最高,达62.83 J;经970℃淬火、210℃回火热处理后,9Cr5Mo2V钢具有优良的抗弯性能,纵向抗弯强度为3621.9 MPa。9Cr5Mo2V钢的纵向冲击功和抗弯强度均高于横向的纵向冲击功和抗弯强度。

淬火配分对工程机械用22MnB5钢组织与性能的影响

将工程机械用22MnB5钢奥氏体化后,分别进行直接淬火,淬火至不同配分温度(305,330℃)保温不同时间(10,20,30,60,80,100,120 s)后淬火(一步法淬火配分),淬火至330℃再升温至405℃保温20 s后淬火(两步法淬火配分)处理,对比研究了淬火配分工艺对试验钢组织和性能的影响。结果表明:一步法淬火配分试样主要由马氏体和碳化物组成,配分时间为60 s时碳化物数量较多、尺寸较小;两步法淬火配分试样主要由板条马氏体、碳化物和少量块状马氏体组成,且残余奥氏体分解更完全、碳化物尺寸更大;直接淬火试样由淬火板条马氏体和少量碳化物组成;一步法淬火配分试样的抗拉强度随着配分时间延长逐渐减小,断后伸长率先增大后减小,强塑积先减小后增加再减小,在配分时间为60 s时断后伸长率和强塑积达到最大;直接淬火试样、两步法淬火配分试样、一步法淬火配分试样的强塑积依次增加。

回火温度对15Cr5MoVRE油井管钢组织及第二相析出行为影响

研究了回火温度对15Cr5MoVRE油井管钢组织和第二相析出行为规律的影响。利用箱式热处理炉对试验钢进行了热处理,采用光学显微镜和透射电镜对回火后的组织及第二相进行了观察分析,采用硬度计与拉力试验机对试验钢回火后的力学性能进行了测试。结果表明,15Cr5MoVRE油井管钢,经900℃保温50 min水淬,670~710℃回火保温90 min,组织为回火屈氏体和回火索氏体,析出的第二相碳化物类型均为M_(7)C_(3)型和M_(23)C_(6)型。随着回火温度的升高,第二相碳化物颗粒数量明显增多,尺寸逐渐增大,且在710℃回火时发生团聚。回火温度为690℃时,铁素体基体上有大量细小的第二相碳化物均匀析出,力学性能最优,试验钢的最佳回火温度应为690℃。

船舶用5NiCrMoV钢锻件热处理工艺研究

针对采用电渣重熔+锻造成型方式制造的船舶用5NiCrMoV钢120 mm壁厚锻件,通过600℃、620℃、640℃、660℃的回火热处理温度,研究锻件的力学性能与组织状态的变化规律,确定适用于120 mm壁厚5NiCrMoV钢锻件的热处理工艺。结果表明,120 mm壁厚锻件淬火温度采用875℃±5℃,回火温度采用620℃±5℃,调质后可获得晶粒均匀的回火马氏体与粒状贝氏体组织,表面与心部的各项力学性能可满足标准要求,且低温韧性储备量大,综合使用性能良好。

锻造5NiCrMoV钢球冠封头的热处理变形规律研究

球冠封头是船舶建造中常见的重要结构件,在制造过程中热处理工序的变形规律较为复杂,若热处理工艺余量选取不合理,会对成品尺寸造成影响。采用DEFORM软件对5NiCrMoV钢球冠封头在热处理过程中的重力变形开展有限元模拟,并与多个球冠封头热处理后的实际测量数据进行对比分析,验证DEFORM有限元模拟方法的可靠性,得到球冠封头各部位的热处理重力变形规律及变形量的分布情况,以此为基础优化球冠封头的热处理工艺与操作要点,制定了炉中加热增加垫铁数量、淬回火垫铁位置相互错开、球冠封头内腔球顶处添加支撑装置、缩短高温保温时间等减少热处理重力变形的措施,达到减少球冠封头热处理工艺余量,降低材料成本的目的。

回火温度对5Cr5MoSiV1钢显微组织和性能的影响

对球化退火态5Cr5MoSiV1钢进行1050℃×1 h的淬火以及不同温度(515,530,560,590,620℃)保温1 h的回火处理,研究了回火温度对该钢显微组织、硬度、冲击韧性和耐磨性能的影响。结果表明:不同温度回火后5Cr5MoSiV1钢的组织均为回火索氏体和少量碳化物,随着回火温度升高,碳化物增多并发生聚集长大,当回火温度超过560℃时,基体回复和再结晶加剧,马氏体板条状特征逐渐模糊;随着回火温度的升高,5Cr5MoSiV1钢的硬度降低,冲击吸收能量先基本不变后升高,磨损质量损失呈先波动下降后升高的趋势。5Cr5MoSiV1钢合适的回火温度为590℃,此时该钢兼具良好的冲击韧性和耐磨性能,硬度为51.1 HRC,冲击吸收能量为25.7 J,磨损质量损失为3.864 g。

Ce对10Cr5MoV钢α-Fe晶粒尺寸及奥氏体长大行为的影响

采用背散射电子衍射技术对不含稀土和含稀土Ce的两种试验钢的α-Fe晶粒尺寸进行测量分析。结果表明,稀土Ce的加入使得α-Fe晶粒细化,形成的弥散细小的稀土夹杂成为异质形核核心,提高了回火过程再结晶形核率;固溶稀土的拖曳与钉扎作用延迟了再结晶的开始和结束时间,增加了再结晶转变的驱动力,降低了再结晶发生温度。采用不同的奥氏体化工艺对两种试验钢进行奥氏体化处理,研究Ce对奥氏体长大行为的影响。发现在880~1180℃加热、保温30~90 min奥氏体化条件下,试验钢的奥氏体长大指数n及晶粒长大速率常数K减小,奥氏体长大激活能Q与晶粒长大扩散频率因子M0增大,Ce的加入对奥氏体长大行为有抑制作用。

加工工艺对高强度15-5PH钢力学性能与侵彻性能的影响

为获得加工工艺对高强度钢性能的影响,选取激光选区熔化(selective laser melting,SLM)和锻造工艺加工弹丸,通过镜像观测、准静态、SHPB和混凝土侵彻等研究手段,对比分析了三种SLM制造工艺以及锻造工艺对于15-5PH钢性能的影响.结果表明,SLM技术细化了15-5PH钢组织的晶粒,SLM成型的15-5PH钢力学性能有提升,其中SLM-B工艺的提升效果明显,SLM-B成型的15-5PH钢的准静态屈服强度相较于锻造工艺提升幅度达13.1%;其动态屈服强度相较于锻造工艺钢提高了9.0%;且SLM-B工艺对弹丸抗磨蚀性能最好.试验结果表明SLM工艺提高了15-5PH钢力学性能和抗磨蚀能力.

4Cr5Mo2V钢与4Cr5MoSiV1钢组织和性能的对比

采用金相检验、冲击试验、扫描电镜及能谱分析等方法对4Cr5Mo2V钢和4Cr5MoSiV1钢的组织、性能进行对比分析,并用软件模拟计算相图。结果表明:4Cr5Mo2V钢较4Cr5MoSiV1钢的V元素含量降低、Mo元素含量升高,改变了钢中MC相的稳定性;4Cr5Mo2V钢中高熔点MC相液析碳化物的溶解温度和含量较4Cr5MoSiV1钢降低,使4Cr5Mo2V钢的冲击韧性增大。

22MnB5超高强度热冲压成形钢的开发及应用

通过成分设计、轧制、退火及热冲压成形过程关键工艺参数的调控,研究分析了冷轧压下率、退火温度及热冲压成形冷却速度对22MnB5超高强度热冲压成形钢(22MnB5钢)微观组织及力学性能的影响。结果表明,22MnB5钢的冷轧压下率控制在50%~60%范围时可实现酸连轧的稳定轧制,退火温度控制在780~820℃范围时退火态22MnB5钢的金相组织为均匀细小的铁素体和珠光体,且性能均匀稳定。热冲压成形淬火在冷却速度不低于30℃·s^(-1)时可获得板条尺寸均匀的全马氏体组织。本产品通过了热冲压成形生产线的工业试用,结果表明:热冲压成形后22MnB5钢的屈服强度为1030~1113 MPa、抗拉强度为1480~1520 MPa、伸长率在8.0%以上、硬度HV10不低于500、表面总脱碳层深度均在35μm以下,热冲压成形后零件的尺寸精度、外观均满足客户需求。

改进YOLOv5模型的带钢表面缺陷检测方法

针对带钢表面缺陷检测中的漏检和精度较低问题,提出一种融合swin-transformer和坐标注意力(coordinate attention,CA)模块的改进YOLOv5模型检测方法。在YOLOv5模型的主干网络中引入swin-transformer特征提取模块,使主干网络更聚焦于图像全局特征信息的提取;在特征融合网络输出分支末端嵌入CA模块,进一步增强目标缺陷方向和位置信息的敏感度。研究结果表明:改进模型在NEU-DET数据集上的平均精度值(mAP)达到了77.6%,较原YOLOv5模型提高了3个百分点。改进模型提升了带钢表面缺陷检测精度,具有更好的缺陷检测能力。

不同回火冷却方式对锻造5NiCrMoV钢性能的影响

以5NiCrMoV钢厚壁锻件为研究对象,采用空冷与水冷两种不同的冷却方式研究对材料强韧性的影响。结果表明:两种不同的冷却方式对材料的室温拉伸强度无显著影响,对材料的冲击韧性有较为显著的影响,水冷试板的冲击韧性优于空冷试板。在生产过程中,为实现材料强度与韧性的良好匹配,应优先选用水冷方式。

SK5钢闪光对焊工艺研究与应用

针对SK5钢开展闪光对焊试验,对其焊接接头的显微组织、拉伸性能、显微硬度、弯曲性能进行分析,探索合适的SK5钢闪光对焊焊接生产工艺。结果表明,采用合适的焊接工艺参数,可以获得优质的闪光对焊焊接接头,焊缝区组织由针状和片状马氏体+残余奥氏体组成,热影响区组织由针状和片状马氏体+少量铁素体组成,生成硬脆的片状马氏体组织,组织脆化;焊后进行200℃低温回火处理后焊缝区生成低碳马氏体组织,热影响区生成低碳马氏体和回火马氏体组织,焊接接头组织得到改善,同时其拉伸性能及弯曲性能得到提升。采用合适的闪光焊工艺条件,焊后200℃低温回火处理,能够满足SK5耐磨环焊接应用要求。

04Cr13Ni5Mo/20MnMoNb异种钢焊接接头微观组织及性能研究

为提高04Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢和20MnMoNb高强钢的焊接效率和其焊接机理,采用手工钨极氩弧焊(TIG)+焊条电弧焊(SMAW)对同等厚度的两异种材料进行焊接,并通过金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线分析仪和硬度计等,研究了04Cr13Ni5Mo/20MnMoNb异种金属焊接接头微观组织和力学性能。结果表明:采用TIG+SMAW焊接可以实现04Cr13Ni5Mo/20MnMoNb异种钢的有效焊接;焊缝区域组织为γ相,从底部垂直于熔合线向上生长,Ni,Cr,Mo,Fe四种元素含量从04Cr13Ni5Mo侧向20MnMoNb侧均呈明显的梯度分布特征;接头的抗拉强度略低于两侧母材,达到04Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢的92%,达20MnMoNb母材的98.2%,断裂类型为解理断裂+韧性断裂的混合型断裂;焊缝区域的硬度较两侧母材高,冲击吸收能量介于76.3~84.9 J之间。该研究对TIG+SMAW组合焊接在超级马氏体与高强钢焊接领域推广应用奠定一定的基础。

焊后热处理对核反应堆压力容器用16MND5钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、透射电子显微镜,通过拉伸、冲击和落锤试验等方法研究了焊后热处理温度和保温时间对16MND5钢的组织和力学性能的影响。结果表明:经模拟焊后热处理后16MND5钢的室温和350℃抗拉强度和屈服强度都呈下降趋势,且下降幅度随焊后热处理温度的升高和保温时间的延长而增大;焊后热处理时间的延长导致钢的冲击性能小幅度下降,焊后热处理温度对冲击性能的影响并不明显;焊后热处理后的钢基体中弥散分布的细小第二相粒子数量减少、尺寸增大,导致钢的强度降低。

锻造齿轮用钢20MnCrS5HH开发生产实践

山东寿光巨能特钢设计开发了保淬透性结构钢20MnCrS5HH钢种。通过工艺优化改善,精准成分设计、调整,经过炼钢、轧钢工艺进一步优化,该钢种经过渗碳热处理后,强度、韧性较高且淬透性好,具有良好的切削加工性能,综合力学性能优异,完全满足了客户订单的需求。客户经调质处理后,加工成大截面零部件或采用渗碳后加工成小齿轮,达到了工件设计性能的最佳值。

管式加热炉用TP347H与P5炉管异种钢GTAW焊接工艺研究

针对ASME SA312 TP347H奥氏体不锈钢管与ASTM SA335 P5铁素体耐热钢管的异种钢焊接存在金属稀释、碳迁移和残余应力等问题,在考虑稀释影响的基础上,选择ER309和ERNiCr-3两种焊接材料根据是否焊后热处理以及是否堆焊隔离层制定了6种焊接工艺方案,并通过焊接试验、力学性能试验和金相检验,对比分析了不同工艺下焊接接头的性能。结果表明:外观检查和RT结果均符合相关标准要求;所有试件的抗拉强度均达到标准规定的415 MPa以上,其中最大值达到505 MPa,且断后伸长率在25%以上,TP347H侧热影响区的冲击吸收功平均值为54.0~70.5 J,均满足标准规定;直接焊接法未经焊后热处理的焊接接头P5侧母材热影响区附近硬度超标,而经焊后热处理的焊接接头硬度值均满足标准要求;经焊后热处理的焊接接头碳扩散更明显,而采用ERNiCr-3焊丝进行堆焊隔离层,并进行后热处理的焊接接头碳扩散程度最小。综合分析,ERNiCr-3堆焊隔离层+后热工艺方案得到的焊接接头性能最佳,满足标准要求,且无需进行焊后热处理,更适合现场焊接。