激光加工工艺参数对36MnVS4连杆切槽质量影响研究

为了达到连杆裂解槽加工的精度要求和质量要求,采用脉冲光纤激光对36MnVS4的连杆进行工艺参数研究,针对激光器参数对连杆切槽质量的影响进行规律探究,最后探究激光加工工艺参数对连杆切槽的影响程度,得到一组加工工艺的优化参数。结果表明:随着脉冲峰值功率、脉冲宽度、脉冲频率的增大,切槽的槽宽和槽深也随之增大,而切槽的曲率半径和张角变化程度相对较小;随着机械参数加工速度的增大,裂解槽的槽宽和槽深逐渐减小,张角和曲率半径则逐渐增大;结合企业实际生产得出优化参数:脉冲频率600 Hz、峰值功率700 W、脉冲宽度180μs、切割速度1.5 m/min。

非调质钢46MnVS6汽车发动机连杆胀断缺陷分析

连杆是发动机的关键零件,某连杆在胀断过程中发生掉渣爆口缺陷,连杆材料为46MnVS6。通过成分分析、金相组织观察、断口扫描分析等手段,对连杆裂解掉渣的原因进行了全面分析。结果显示:连杆掉渣样件的原始材料符合连杆制造要求,但因连杆断面晶粒尺寸大小不均且出现贝氏体组织,导致材料脆性增加,从而导致连杆在裂解过程中的细晶粒区域发生掉渣。研究了46MnVS6连杆的裂解特点和规律,揭示了缺陷产生原因和机理并提出相应解决措施。

轧后控制冷却对非调质钢F45MnVS组织和性能的影响

对非调质钢F45MnVS进行轧后控制冷却试验,对比了轧后未冷却与控制冷却的钢材热轧态力学性能、脱碳层和显微组织。结果表明,轧后控制冷却对钢材下屈服强度、延伸率、断面收缩率和常温冲击功均有明显改善作用;钢材表面脱碳层在轧后控制冷却条件下可以得到有效控制,甚至脱碳层“消失”;在钢材轧后表面温度冷却至650℃时,表层区域出现少量粒状贝氏体,而在钢材轧后表面温度冷却至460℃时,表层区域出现大量粒状贝氏体。轧后控制冷却使钢材表层区域和1/2半径附近的铁素体和珠光体组织被细化,铁素体网状比例降低,长条铁素体转变为块状铁素体;因钢材尺寸较大,心部区域显微组织差异性较小。

含0.029%铌F40MnVS钢连铸坯微米级大颗粒NbC特征及生成机理研究

针对铌微合金化(加0.029%Nb)F40MnVS非调质钢(220 mm×260 mm)连铸坯中含铌相进行研究,结果表明:F40MnVS钢连铸坯中可见较多微米级大颗粒NbC相(/%:80~94Nb, 1.2~7.1V,1.6~17.1Ti)。大颗粒NbC分布在枝晶间,其形貌可呈块状、长条状或与钢基体的共晶形态,部分依附于硫化物存在。在连铸坯边部NbC多在5μm以下,形貌以点状居多;连铸坯中间及心部NbC可达数十微米,多为细长条。这些大颗粒NbC相在热轧材中仍然存在。依据Thermo-Calc计算结果,钢液凝固末期,当固相率达到0.961时,NbC可在元素富集的钢液中析出,其成分存在Ti可能是与先析出的TiN成分互溶的结果;通过将轧前铸坯加热温度提高至1200℃,可明显降低大颗粒NbC的尺寸。

直接切削用40MnVS钢高强韧化控轧控冷工艺开发

采用1030℃开坯、880℃连轧、轧后穿水的控轧控冷工艺试制了Ф110 mm直接切削用40MnVS非调质圆钢,结果表明:轧后穿水可在控轧工艺的基础上进一步细化晶粒,明显改善带状组织,提高钢的力学性能。产品在抗拉强度达到945 MPa、屈服强度达到800 MPa的情况下,Aku仍能达到70 J以上,可代替42CrMo等调质钢。

热规范对35MnVS非调质钢连杆锻件组织和硬度的影响

研究了35MnVS非调质钢在JX493发动机连杆中的应用。通过生产探讨了锻造加热温度和冷却速度对连杆锻件组织和性能的影响。结果表明,锻造加热温度和冷却速度均对产品组织和性能有较明显影响。当锻造温度为1200℃,冷却速度为80℃/min时,锻件硬度为285HB,组织为铁素体和珠光体。实际生产中连杆锻件按照此工艺生产,经过连续20批次批量生产验证,可获得组织和性能优良的产品,质量稳定可靠。

碲对46MnVS非调质钢中硫化物分布的改质规律

以工业生产的含碲46 MnVS非调质钢铸坯中的硫化物为研究对象,结合夹杂物三维腐刻和扫描电镜,观察并分析了铸坯中硫化物等效直径、数量密度和三维形貌的变化规律,总结了碲对硫偏析及硫化物分布的影响规律。研究发现碲改质后的铸坯激冷层到混晶区硫化物等效直径由2.6μm逐渐增大至5.8μm,中心等轴晶区硫化物等效直径先减小再增大,椭球型和八面体型硫化物从边部到中心占比由84.2%逐渐降低至25.7%。相对于未改质铸坯,碲改质后硫偏析指数减小,最大硫偏析指数由1.13降低到1.06;硫化物的等效直径有所降低,铸坯中椭球型和八面体型硫化物占比增加,激冷层中占比提升最大。

F45MnVS非调质钢晶粒长大行为研究

为提高F45MnVS非调质钢的强韧性,本文以青岛特钢轧制生产的F45MnVS非调质钢棒材为实验材料,对F45MnVS非调质钢的奥氏体晶粒长大规律进行研究。通过热处理实验和显微组织观察,分析了加热温度和保温时间对F45MnVS非调质钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响。同时,采用Arrhenius模型,建立实验钢晶粒长大模型。研究结果表明,随着加热温度的升高与保温时间的增加,实验钢晶粒尺寸随之增大。当温度在950~1200℃范围时,随着温度的升高,F45MnVS非调质钢奥氏体平均晶粒尺寸逐渐增大,由25.4μm增大至47.47μm,且增大速率比较稳定,当温度加热至1250℃时,F45MnVS非调质钢奥氏体晶粒显著粗化,平均晶粒尺寸达到了57.8μm;随着保温时间的增加,晶粒长大速率逐渐降低,且随着加热温度的升高,晶粒长大指数明显增大。通过拟合建立的实验钢奥氏体晶粒长大数学模型,获得实验钢平均晶粒长大指数n=0.04183,激活能Q=38004.13 J/moL,获得实验钢晶粒长大模型计算值与实验值平均相对误差为2.64%,验证了该数学模型具有较高的精度。该研究对材料显微组织和工艺参数的制定具有一定的指导价值。

46MnVS5钢奥氏体连续冷却转变研究

为支撑46MnVS5非调质钢轧后控冷工艺的优化,及合理制定钢后热处理工艺,利用Gleeble3800热模拟机热膨胀法,结合组织及硬度检测分析,研究46MnVS5非调质钢过冷奥氏体连续冷却转变规律。试验测定了46MnVS5钢Ac1、Ac3、Ar1、Ar3平衡临界相变点温度,并测定了该钢种奥氏体连续冷却转变CCT曲线。结果表明,当冷速小于2℃/s时,组织转变为铁素体+珠光体;冷速≥2℃/s时,开始出现少量贝氏体和少量马氏体,组织转变为铁素体+珠光体+贝氏体+马氏体;冷速≥7℃/s时,主要转变为马氏体和贝氏体;冷速≥20℃/s时,组织转变为马氏体。通过研究,得到了不同冷速下46MnVS5钢奥氏体连续冷却转变规律,绘制了CCT曲线,为轧后控冷工艺优化提供试验数据支撑,同时支撑下游用户合理制定后续热加工冷却工艺。

49MnVS3非调质钢内部缺陷原因分析及控制

利用金相显微镜和电子探针等技术手段,分析了49MnVS3非调质钢内部缺陷的产生原因,并提出了控制措施。结果表明:圆钢内部缺陷为夹渣和异金属夹杂,均含有典型的Na、F等成分,且组织为珠光体+网状渗碳体,与基体的典型珠光体+铁素体存在明显的不同,认为该内部缺陷为冷料和保护渣带入所致。在对接快换生产工艺过程中,由于对接笼设计不当,导致冷料从对接笼掉入钢液中,未完全熔化的冷料形成了异金属组织;同时在对接过程中,由于将保护渣带入,出现了异金属组织与夹保护渣并存的现象。通过优化对接生产工艺,在对接笼底部增加一钢板,使对接过程中冷料不容易掉落进入钢中;同时适当提高首炉过热度至30~45℃,避免对接处冷料未熔化的现象;另外引进自动加渣设备,连续地向结晶器内吹入保护渣,在保护渣上面形成氩气保护层,49MnVS3非调质钢质量得到有效改善。

F45MnVS钢连铸浸入式水口堵塞原因分析及控制

对F45MnVS钢连铸过程所用结晶器浸入式水口堵塞问题进行了研究,采用X射线荧光光谱仪对夹杂物的成分进行了分析,通过稳定转炉的终点控制,强化LF炉的精炼效果,采用合理的钙处理技术并执行保护浇铸,结果表明控制措施得当,堵塞现象明显减少,连铸机浇铸炉次稳定在6炉。

38MnVS6非调质钢在汽车转向节上的应用

开发了一种汽车转向节用非调质钢38MnVS6,对非调质钢转向节的各项力学性能、组织进行了分析。结果表明,非调质钢38MnVS6转向节具有高强韧性,可满足转向节的性能要求;高性能非调质钢的应用,简化了生产工艺,在降低生产能耗的同时方便切削加工,对先进汽车制造的发展具有重要意义。

电磁搅拌电流对30MnVS连铸坯显微组织的影响

研究了电磁搅拌电流对易切削非调质钢30MnVS组织和性能的影响。结果表明,电磁搅拌电流由50A增至250A时,连铸坯的等轴晶率提高了53.3%。同时,C、S元素的偏析程度明显降低,下降幅度分别为50%和14.3%。搅拌电流的增大促进了组织中硫化物形貌由杆状转变为球状和块状,分布更为均匀。硫化物形貌和分布的改进,改善了先共析铁素体的分布,从而促进轧材力学性能的提高,其抗拉强度提高了7.8%,伸长率增幅达到24.4%

锻后控冷对38MnVS非调质钢晶内铁素体形成及韧性的影响

研究了锻后控冷工艺对中碳含钒微合金38MnVS非调质钢锻件晶内铁素体形成的影响，对锻后不同控冷工艺条件下微合金非调质钢锻件的显微组织、拉伸性能、冲击韧性和冲击断口进行了试验分析。结果表明，在正常的锻造加热温度（1180～1200℃）和终锻温度（1000～1050℃）条件下，采用锻后快冷并在550℃左右保温缓冷的工艺条件，可抑制先共析铁素体沿原奥氏体晶界的析出，获得较多细小条、块状的晶内铁素体，微合金钢锻件的冲击韧性提高了近4倍，同时仍具有较高的强度，且塑性略有提高。

易切削非调质38MnVS钢中硫化物析出规律热力学分析

利用Thermo-Calc热力学计算软件对易切削非调质钢38MnVS中硫化物的析出进行计算模拟,并利用SEM对铸坯中MnS析出形貌进行观察,分析其析出规律。通过热力学计算得到38MnVS钢的相平衡等值图,并研究了C、Mn、Si、S、V各元素含量的变化对MnS平衡析出规律的影响;利用Scheil-Gulliver模块模拟了38MnVS钢的凝固过程;通过对38MnVS连铸坯中硫化物三维形貌的观察,结果表明:从铸坯边缘到中心的1/2处,硫化物形貌渐变,由杆状变成片状,再到中心变成杆状、片状共存;杆状、片状硫化物均为共晶反应产物;当合金含量较高时,杆状硫化物向片状硫化物转变。

工艺参数对38MnVS钢锰系磷化膜表面形貌和耐蚀性的影响

目的研究磷化温度和时间对38MnVS钢磷化膜表面形貌、膜厚和耐蚀性的影响,获得38MnVS钢锰系磷化的最佳工艺参数。方法通过控制单因素变量,在不同磷化温度和时间下在38MnVS表面制备锰系磷化膜。通过扫描电镜(SEM)、测厚仪和硫酸铜点蚀测试等方法,对38MnVS钢表面磷化膜形貌、膜厚及耐蚀性能进行了分析。结果 38MnVS钢表面磷化膜为非均匀形核,磷化膜晶粒首先形成于划痕和晶界处。随磷化时间延长,磷化膜晶粒迅速覆盖基体表面,磷化膜厚度和耐蚀性不断增加。当磷化时间大于15 min时,磷化膜性能变化不大。当磷化温度小于75℃时,不利于磷化膜的生长,磷化膜不能完全覆盖基体,磷化膜的厚度和耐蚀性较低。随磷化温度的升高,磷化膜晶粒不断长大,磷化膜厚度和耐蚀性迅速增加。当磷化温度超过95℃时,磷化膜性能增速下降。结论 38MnVS钢的最佳磷化工艺为:85℃,15 min。

38MnVS6非调质钢两种高温本构模型的对比

采用Gleeble-1500热模拟实验机对38MnVS6非调质钢在温度为950～1200℃、应变速率为0.01～5s-1进行等温、等应变速率热压缩实验.依据实验所获得的流动应力曲线,分别采用双曲正弦形式的Arrhenius方程和BP人工神经网络模型建立该种钢的高温本构模型.分别统计计算两种模型预测值与实验值之间的相关系数和平均相对误差.结果表明：神经网络模型具有更高的精度,更适合用于该种钢的高温流动应力预测.

36MnVS4连杆裂解加工模拟及缺陷分析

针对具有更高疲劳强度的连杆新材料36MnVS4,开展了连杆裂解加工性能研究,并与C70S6材料进行对比,探究其裂解缺陷形成原因。依据新材料I型裂纹的脆性解理断裂特性,确定了连杆裂解K判据及最大主应力断裂失效准则,建立了预制切口条件下的连杆裂解有限元模型。通过分析裂解过程中的应力集中和变形分布情况,获得不同材料的切口起裂位置和时间、切口附近及断面的塑性变形,结合裂纹扩展速度和裂解载荷,研究了容易导致的缺陷类型并评估了断口质量。结果表明:在相同几何参数和载荷下,因36MnVS4连杆较C70S6起裂位置分散、裂纹扩展不稳定、缺口敏感性高、铁素体组织多,容易导致批量生产时裂解工序缺陷增加,但裂解后大头孔失圆和断面塑性变形小。

汽车用高品质非调质钢YF45MnVS的热变形行为

用Gleeble-1500热模拟实验机对YF45MnVS钢(%:0.48C、0.45Si、1.36Mn、0.009P、0.043S、0.086V)200 mm×200 mm铸坯上切取的Φ8mm试样进行950～1 200℃,变形速率10^(-2)～10~1s^(-1)变形量10%～50%的单道次等温压缩试验。结果表明,低应变速率和大变形量有利于实验用钢动态再结晶的发生。通过计算得到YF45MnVS钢在950～1 200℃的动态再结晶激活能为299.55 kJ/mol。

38MnVS6非调质钢高温奥氏体流动应力模型研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对38MnVS6非调质钢在温度为950～1200℃、应变速率为0.01～5 s-1进行热压缩试验,获得不同变形条件下的流动应力曲线。根据经典应力-位错关系和动态再结晶动力学方程分别对动态回复和动态再结晶两阶段建立流动应力模型,然后统一表示为完整的38MnVS6非调质钢高温奥氏体流动应力模型。根据实验结果计算模型中各参数。所建立的流动应力模型可以用于38MnVS6非调质钢热锻造过程的数值模拟。