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。

Zr^(4+)掺杂对Na_(4-x)MnV_(1-x)Zr_(x)(PO_(4))_(3)的结构和电化学性质的影响

为了改善Na_(4)MnV(PO_(4))_(3)的电化学性能,采用溶胶-凝胶法与高温固相法在750℃下烧结10 h制得了不同Zr^(4+)掺杂浓度的Na_(4-x)MnV_(1-x)Zr_(x)(PO_(4))_(3)钠离子电池正极材料。通过X射线衍射和扫描电子显微镜研究Zr^(4+)离子掺杂对Na_(4-x)MnV_(1-x)Zr_(x)(PO_(4))_(3)结构演变和电化学性能的影响。结果显示:半径为80 pm的Zr^(4+)离子部分取代半径为74 pm的V3+离子后,材料的晶胞体积增大,这有利于Na^(+)的快速扩散。电化学性能结果表明,Na_(3.9)MnV_(0.9)Zr_(0.1)(PO_(4))_(3)表现出最好的电化学性能,其在0.5 C的倍率下提供92.2(mA·h)/g的可逆比容量,在经过70圈充放循环后容量保持率为79.3%,明显高于未掺杂的Na_(4)MnV(PO_(4))_(3)材料。

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。

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。

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。

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。

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。

LGB38MnV非调质钢热变形行为研究

通过热模拟压缩试验,研究LGB38MnV非调质钢在不同温度及应变速率下的热变形行为。利用Gleeble3500热力学模拟机进行单道次高温压缩,分别得到变形温度为850℃、900℃、950℃、1000℃,应变速率为0.01 s^(-1)、0.1 s^(-1)、1 s^(-1)、10 s^(-1)时的应力-应变曲线,建立双曲正弦形式Arrhenius的本构方程。研究表明,当变形速率为0.01 s^(-1),变形温度为850℃~1000℃时进行热压缩,LGB38MnV钢会发生动态再结晶,当变形温度等于1000℃,且变形速率0.01 s^(-1)~1 s^(-1)时,LGB38MnV钢也会发生动态再结晶。LGB38MnV钢热变形的流变应力随着变形温度的升高而减小。

等温热处理对YF45MnV钢中硫化物的影响

汽车车轴用YF45MnV钢要求极低的总氧含量和适宜的硫含量,使得对其中硫化物尺寸和形态的控制,用传统的方法均无法有效的实现。本文提出对YF45MnV钢连铸坯等温热处理从而控制钢中硫化物的概念,并在实验室进行了详细研究。首先用thermo-calc热力学软件计算出理想条件下,YF45MnV钢中硫化锰大量析出温度为1416℃;在此基础上,进一步研究了不同热制度对钢中硫化物尺寸的影响;最后,为解决长时间保温处理造成的奥氏体的粗化问题,实验采用gleeble-1500热模拟实验机对等温处理后试样进行压缩实验。研究表明,合适的热处理参数能够将YF45MnV钢连铸坯中硫化物控制为较小尺寸和理想形态(纺锤状和近球形);等温处理后粗大的奥氏体,通过后续变形过程可以实现晶粒细化。

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%

25MnV钢“零保温”淬火状态下的组织与性能

研究了“零保温”淬火状态下,25MnV钢的显微组织和力学性能,分析了马氏体的形态及转变特点。结果表明,在830～910℃,该钢的强硬性随淬火温度的增加而提高,910℃淬火达到最高值。淬火温度高于880℃后,“零保温”淬火的性能优于传统的保温淬火。25MnV钢“零保温”淬火得到极细的板条状马氏体组织,其原因与奥氏体晶粒的细化和奥氏体中碳浓度分布不均匀有关。

非调质钢F40MnV高温流动应力模型研究

采用Gleeb1500热模拟实验机对F40MnV非调质钢进行实验研究,根据经典应力-位错关系和动态再结晶动力学方程,分别对加工硬化-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F40MnV结构钢高温流动应力模型。根据实验结果计算拟合了模型中各参数。采用建立的流动应力模型计算实验条件下的流动应力,计算结果与实验结果吻合较好。并将所建立的流动应力模型用于F40MnV非调质钢热塑性成形数值模拟分析。

48MnV钢拉压疲劳过程中的磁记忆信号变化

为探索金属磁记忆信号在材料疲劳过程中的变化规律,选用48MnV钢为材料,以其疲劳极限为负载作标准拉压疲劳试验,并采用金属磁记忆诊断仪检测材料疲劳过程中磁记忆信号的变化。试验结果表明,磁记忆信号在整个疲劳过程中表现出振荡、突变和收敛三大规律,即:磁记忆信号随疲劳循环次数的增加而上下振荡;在500万次疲劳循环附近,磁记忆信号存在一个突变点;该突变点前后,磁记忆信号随疲劳循环次数增加均有明显的收敛现象。

F40MnV非调质钢的热变形行为

采用Gleeble 1500热模拟实验机对F40MnV非调质钢在温度为1 223-1 473 K,应变速率为0.1-10 s-1的热变形行为进行研究。通过奥氏体再结晶动力学回归计算得到了F40MnV钢的变形激活能,峰值应力和峰值应变与Zener-Hollomon参数的关系表达式。同时,得到了F40MnV钢的动态再结晶动力学方程和动态再结晶晶粒尺寸的数学模型。