有限元模拟和神经网络相结合的喷丸处理SAE9254钢疲劳寿命预测

采用ABAQUS有限元软件建立基于Python脚本的随机多弹丸喷丸模型,对不同弹丸直径、不同弹丸速度和不同喷丸覆盖率下喷丸处理后悬架弹簧用SAE9254钢的残余应力分布和表面粗糙度进行预测,并与试验结果进行对比;基于有限元模拟结果结合神经网络模型对试验钢的疲劳寿命进行预测,并进行试验验证。结果表明:模拟得到SAE9254钢的残余应力沿深度方向的变化曲线与试验结果吻合较好,最大残余压应力的相对误差约为14.77%,表面粗糙度的相对误差约为3.18%,建立的随机多弹丸喷丸模型能够准确地预测SAE9254钢喷丸后的残余应力分布及表面粗糙度。采用有限元模拟与神经网络相结合的方法得到的疲劳寿命预测值和试验值的平均相对误差为6.85%,该方法可以准确地预测SAE9254钢的疲劳寿命。

体育器材SAE1008低碳钢高速磨削砂轮工艺优化

利用CBN砂轮高速磨削处理技术,对体育器材用SAE1008钢开展单因素测试,对比了不同磨削工艺下表层残余应力变化特征,并分析了相关影响因素。研究结果表明:当砂轮线速度到达60m/s时,获得了较大切向力,残余压应力相对其它工艺条件明显减小。当砂轮进给速增大后,形成线性降低的残余压应力,获得了更大比磨削能和更小残余压应力。位于(0.5~0.6)mm/min范围内呈现拉应力状态,应力作用造成的层深介于(100~150)μm,形成了更高磨削温度。230/270砂轮相对其它砂轮在磨削阶段形成更小表面残余应力,沿深度方向也产生了残余拉应力。该研究为设计减小残余拉应力以及改善钢材工件表面组织结构完整性的高速磨削技术提供了一定的参考价值。

SAE1070钢在加热过程中氧化影响因素

SAE1070钢在加热过程中的氧化对其产品质量及加热炉能耗存在较大的影响.结合前人实验结果,提出了SAE1070钢坯氧化层厚度的计算公式,该公式考虑了加热温度、加热时间和氧气体积分数等炉内参数对SAE1070钢坯氧化的影响,还分析了SAE1070钢氧化层的厚度随加热温度、加热时间及氧气体积分数的变化.结果表明:当炉内烟气中氧气体积分数为3%时,SAE1070钢坯形成的氧化层厚度是炉内烟气中氧气体积分数为1%时的1.3倍.设计及实际控制加热炉时,可根据上述研究结果优化其结构及加热过程的控制策略.

淬回火与等温淬火对SAE6150钢组织和力学性能的影响

对SAE6150钢进行淬回火和等温淬火热处理试验,分析了不同回火温度和等温温度对其组织和性能的影响。结果表明,SAE6150钢的回火组织主要由回火马氏体和残余奥氏体组成。随回火温度的升高,回火马氏体板条状形态逐渐消失,渗碳体和合金碳化物尺寸增大,数量增多。经等温淬火后,组织以贝氏体为主,随等温温度的升高,铁素体形态由细针状变为羽毛状。力学性能方面,随回火温度的升高,SAE6150钢的硬度、屈服强度和抗拉强度减小,断面收缩率和伸长率增大。对比等温淬火和回火SAE6150钢的力学性能后发现,在断面收缩率和伸长率相近的情况下,低温等温淬火试样表现出更高的硬度和强度。

小方坯SAE系列钢种生产实践

通过对LF精炼调铝、造渣、脱氧工艺、吹氩搅拌、钙处理和连铸全程保护浇注等工艺的优化,成功解决了小方坯生产SAE系列钢种容易发生絮流的技术难题,满足了小方坯生产SAE系列钢种的纯净度要求,确保了小方坯生产顺利进行,产品质量完全满足用户需要。

SAE9310钢奥氏体的冷却转变行为

采用热力学计算软件和X射线衍射分析方法对高纯净SAE9310钢奥氏体化后平衡组织的转变规律进行了研究;采用膨胀法和金相法在Formastor-FⅡ型膨胀仪上测定了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)。结果表明:SAE9310钢的平衡转变组织为α-Fe、γ-Fe以及M_(23)C_6和M_7C_3碳化物;在连续冷却转变过程中,当冷却速率小于0.056℃·s^(-1)时,转变产物为粒状贝氏体和铁素体组织;当冷却速率介于0.056～1.9℃·s^(-1)时,转变产物为粒状贝氏体和少量马氏体组织;当冷却速率大于1.9℃·s^(-1)后,粒状贝氏体逐渐消失,转变产物主要为板条马氏体和少量残余奥氏体组织;钢的硬度随着冷却速率的增加而逐渐提高。

化学成分波动对SAE9310钢淬透性和力学性能的影响

根据AMS6265K标准对SAE9310钢中C、Ni、Cr、Mo、Mn、Si、B等合金元素成分控制范围的要求,设计了一系列不同成分的试验钢,通过比较试验钢的性能与SAE9310钢标准性能的差别,从而确定了工业试制SAE9310钢的成分控制范围。

SAE9310钢动态再结晶临界条件的研究

应用加工硬化理论探讨了SAE9310钢在大应变条件下的加工硬化率曲线及动态再结晶的拐点判据，根据在变形温度为900～1200℃、应变速率为0．01～10s。条件下的等温恒应变速率压缩实验，采用拐点判据方法和金相观察手段，研究了SAE9310钢发生动态再结晶的临界条件，建立了该钢的动态再结晶状态图。结果表明，在本实验条件下，SAE9310钢的流变曲线呈现两种特征类型；发生动态再结晶的临界应变εc，和临界应力αc均随应变速率的增大和变形温度的降低而增加；临界应变与峰值应变之间满足εc／εp=0．30～0．42；随着Z参数的增加，临界变形量增大，材料发生动态再结晶变得困难。

齿轮钢SAE8620H奥氏体晶粒长大演化规律

通过金相实验法研究了齿轮钢SAE8620H在950~1150℃、保温时间0~80 min之间奥氏体晶粒的长大规律,并利用Beck、Hillert、Sellars数学模型建立了其奥氏体晶粒长大模型。结果表明:SAE8620H钢奥氏体晶粒尺寸随温度升高逐渐增大,随保温时间延长而增大,在1050℃以上晶粒粗化。通过对3种晶粒长大模型的对比分析,Sellars模型对SAE8620H齿轮钢奥氏体晶粒长大预测精度最高,其晶粒长大激活能为Q=376869.353 J/mol,与根据成分计算出的Q值误差很小,建立了其奥氏体晶粒长大Sellars模型。

SAE4320H钢奥氏体连续冷却转变

通过热分析法、金相法和膨胀法测定CCT曲线,为SAE4320H钢合理制定热处理工艺提供可靠、有效的理论依据。由CCT曲线试验结果表明:当冷却速度为25℃/h时,显微组织全部为先共析铁素体+珠光体;当冷却速度为600℃/min时,显微组织中贝氏体转变量最多,达到95%;随冷却速度进一步加快,贝氏体转变量开始逐渐减少,显微组织中出现马氏体。

美标SAE8620H齿轮钢的研制

莱钢特钢厂通过采取精料、电炉冶炼全程泡沫渣、LF精炼和VD真空脱气等措施,生产出的SAE8620H钢具有淬透性带窄、纯净度高、晶粒细小均匀、表面质量优良等优点,完全能够满足高性能汽车齿轮的需要。

提高SAE系列钢水洁净度的生产实践

分析了宣钢冶炼生产的SAE系列出口材结疤缺陷产生的原因,认为造成结疤缺陷的主要原因是铸坯表面存在结疤质量缺陷。经统计,钢水过氧化又是造成铸坯表面结疤质量缺陷的主要原因。通过提高转炉终点碳命中率、建立炉后钢水控氧模型、改进精练操作、改进连铸保护浇铸等措施,提高了钢水洁净度,减少了铸坯表面结疤等质量问题,大幅度减少了SAE系列出口钢材的结疤缺陷质量事故。

重载数控铣床SAE8620H钢双联齿轮光纤激光焊接接头的组织与性能研究

采用光纤激光焊接方法进行重载数控铣床SAE8620H钢双联齿轮的焊接试验,并进行显微组织、力学性能、疲劳性能和X光无损检测与分析。结果表明,该接头成形性好、无明显焊接缺陷、力学性能和疲劳性能均较好,接头的抗拉强度、屈服强度、伸长率和疲劳寿命分别达到母材的96.8%、97.2%、94.0%和91.5%。

SAE8620H钢奥氏体连续冷却转变曲线

采用Formastor-digital全自动相变测量仪,测定SAE8620H钢的临界点Ac1,Ac3,Ar3,Ar1以及不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,研究冷却速度对组织及硬度的影响。结果表明：当冷却速度为50℃/h,转变产物为先共析铁素体、珠光体和少量的3次渗碳体;当冷速为3 200℃/h时,转变产物为先共析铁素体、珠光体组织和贝氏体组织;冷速为120~600℃/min时,转变产物基本上是贝氏体组织;临界淬火冷却速度大于60℃/s可得到完全马氏体组织。

EAF→LF→VD→CC流程SAE8620RH齿轮钢中夹杂物分析

针对国内某钢厂采用EAF→LF→VD→CC流程生产的SAE8620RH齿轮钢中夹杂物,通过SEM-EDS和热力学计算研究了夹杂物的形成机理和演变规律。结果表明,钢中的复合夹杂物主要是以MgO·Al_(2)O_(3)为核心外部包裹CaS的复合形式存在。LF精炼初期夹杂物主要为MgO·Al_(2)O_(3),外部包裹有少量的CaS;经过钙处理后,部分MgO·Al_(2)O_(3)被改性为液态钙铝酸盐;经VD真空处理后,MgO·Al_(2)O_(3)外部包裹的CaS比例明显增加;铸坯中MgO·Al_(2)O_(3)外部重新析出MnS,形成MgO·Al_(2)O_(3)-(Ca,Mn)S。当钢液中的w(Al)=0.03%时,w(Mg)=1.85×10^(-6)就可以生成MgO·Al_(2)O_(3)。在LF精炼初期,CaS主要是[S]和[Ca]直接反应生成,而在VD真空过程中,钢液中的[S]和[Ca]会进一步反应生成CaS,并且MgO·Al_(2)O_(3)外部的钙铝酸盐也会与[S]反应形成CaS。

曲轴用仿SAE1548钢的研制

仿SAE1548钢是在美国SAEJ403-2001标准含锰碳素钢的基础上,对化学成份进行了调整,并规定了多项技术指标形成的一个新钢种,其主要应用于发动机曲轴。此钢种经本钢研制生产三年来在工艺技术等方面取得成功经验。

SAE8620H齿轮钢连铸水口结瘤的原因及预防措施

在浇注SAE8620H齿轮钢的过程中连铸机水口部位有结瘤形成。采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、Jade6.5软件、光学显微镜及扫描电子显微镜分析了结瘤的成分、氧化物类型,以揭示水口结瘤的形成原因。结果表明:水口结瘤的成分为Fe、O、Al、Ca、Mg,氧化物为MgAl_(2)O_(4)、CaO·Al_(2)O_(3)和MgO·Fe_(2)O_(3);结瘤主要分布在在水口圆弧的外侧,从外向内生长成树枝状,并与冷凝钢相结合从而促进其形成;耐火材料的侵蚀和MgAl_(2)O_(4)、CaO·Al_(2)O_(3)的黏附增加了水口内壁的粗糙度,从而钢液产生絮流、停留时间延长,发生凝结,结瘤进一步长大。通过改进包芯线、优化喂线工艺、提高钢液洁净度和改变水口材料等改善钢液的可浇注性,可以预防SAE8620H钢连铸水口结瘤。

SAE1018钢球化退火工艺的改进

以SAE1018钢冷拉拔线材为对象,通过改进球化退火工艺进行了降低硬度和提升塑性的研究。结果表明,经工艺改进后,碳化物分布更加弥散、均匀,且出现粒子的聚集长大现象。精线成品抗拉强度由原385 MPa降低至365MPa,断面收缩率由原73%增加至76%。

电铲下辊道高碳钢SAE1080环形件试制

电铲下辊道零件为环锻件,其力学性能要求高。本文分析了SAE1080钢的可锻性并设计了SAE1080钢环锻件的试制工艺,确定了锻造温度和加热方式,制定了合理的锻后热处理工艺。经试制和检测,锻件达到了技术要求。