3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl钢热疲劳机理及热疲劳抗力的差异

对淬火、回火后的3Cr2W8V钢、4Cr5MoSiV1钢缺口板状试样,进行了50～650℃ Coffin型热疲劳试验。根据试验结果,分析了热疲劳裂纹萌生和扩展过程,以及此过程中试样上应力的变化。结果表明:试样在升温时产生塑性压缩应变,在降温时产生弹性拉伸应变,呈现出弹塑性应变循环的特征;热疲劳裂纹沿滑移线场方向,在最大应变区形核,在形核数量上,4Cr5MoSiV1钢为3Cr2W8V钢的十几倍;裂纹扩展驱动力主要受材料高温强度和组织的热循环稳定性控制,同时也受材料对拉应力松驰能力的影响;裂纹扩展阻力主要取决于热循环后的材料断裂韧性水平、强度水平和氧化腐蚀抗力的合理配合。根据以上分析结果,从机理上解释了4Cr5MoSiV1钢热疲劳抗力优于3Cr2W8V钢的原因。     

用方形试样研究热作模具钢的热应力疲劳

用方形试样研究了3Cr2W8V钢热应力疲劳抗力的变化规律,结果与用V型缺口试样(缺口角60°,缺口深度1.5毫米,根部曲率半径0.3毫米)相同。方形试样能清楚显示热应变集中与氧化腐蚀在热应力疲劳过程中的作用,且加工方便,需要的试样数量较少,但试验周期较长。试验结果指出,3Cr2W8V钢经1150℃淬火和570℃回火,热应力疲劳抗力最佳。     

几种模具钢的热疲劳性能对比研究

通过对3Cr2W8V、4Cr5MoV1Si以及5CrNiMo、5Cr2NiMoVSi两组模具钢的热疲劳性能对比试验,证实5Cr2NiMoVSi的热疲劳性能优于5CrNiMo;循环上限温度低于670℃,4Cr5MoV1Si钢的热疲劳性能优于3Cr2W8V钢,循环上限温度为710℃时,反而3Cr2W8V钢的热疲劳抗力较好。文章分析了影响热疲劳性能的主要因素,提出了最佳硬度值范围,为指导热处理工艺提出了可靠依据,并为新材料的合理使用指出了工作温度范围。     

3Cr2W8V钢的切口韧性

本文采用Charpy-V型切口试样,研究了3Cr2W8V钢在1100℃和1200℃的奥氏体化温度下慢速弯曲切口韧性J_(ρc)随回火温度的变化规律,研究在580℃回火时J_(ρc)随切口根部半径ρ的变化规律;弄清切口试样断裂的微观特征:进一步解释切口韧性凹谷和断裂韧性凹谷不一致的原因.     

稀土多元共渗对3Cr2W8V钢热疲劳性能影响的研究

本文采用热裂纹法研究了稀土多元共渗对3Cr2W8V钢热疲劳性能的影响。通过显微硬度、扫描电镜等测试结果表明:稀土多元共渗对3Cr2W8V钢的热疲劳抗力有显著影响,作者从三个方面对结果进行了分析讨论。     

3Cr2W8V压力机凹模的强韧化处理

将3Cr2WSV钢制207轴承套圈塔形成形凹模(以下简称207凹模)的淬火温度提高到1150℃,回火温度提高到670°～680℃(回火后硬度降到HRC37～39),可显著提高模具的强韧性,消除了早期脆断,模具寿命由平均2000件提高到6000件。试验结果表明:模具材料的K_(IC)值可以较准确地反映出207凹模的抗脆断能力,α_K值则不能。3Cr 2W8V钢淬火回火后的K_(IC)值与硬度(HRC)值有一定的关系,回火到HRC40以下,可使3Cr2W8V的K_(IC)值大幅度增高。     

显微组织对3Cr2W8V钢高温磨损特性的影响

作者用自制的直接对试样通电加热的高温磨损试验装置,结合采用高温硬度、光学金相、扫描电镜及电子探针等试验手段和氧化抗力试验,研究了显微组织和性能对3Cr2W8V钢高温磨损特性的影响,探讨了高温磨损的机理和摩擦面的形貌特征。结果表明,在本试验条件下,影响高温磨损特性的最主要组织及性能参数可能是显微组织中未溶碳化物及析出碳化物,奥氏体晶粒大小、材料的高温硬度和氧化抗力;在淬火温度和回大温度适当配合时才能获得最佳高温磨损抗力,经不同热处理制度处理的试样存在着类似的温度——磨损曲线、均在500℃时达最小高温磨损量。3Cr2W8V钢在室温及200℃时,主要发生磨粒磨损;400℃时仍以磨粒磨损为主,但出现部分粘着磨损和形成层磨损;500℃时,基本上是形成层磨损;600℃时主要是形成层磨损和磨粒磨损;700℃时主要是磨拉磨损。摩擦面上均出现磨粒磨损沟槽。400℃以上,显微组织不同的试样在率擦面上程度不同地有形成层生成,起着减轻高温磨损的作用。     

铝合金挤压模具的失效与热磨损热疲劳性能

根据铝合金挤压模具的服役条件及其对材料的要求,分析现场模具的失效形式和验证所采取的提高寿命的措施。对3Cr2W8V钢和炉外真空精炼(VHWD)4Cr5MoV1Si钢进行了全面性能与生产对比试验证明:4Cr5MoV1Si钢用于制作铝合金挤压模是较理想的材料,能够显著提高模具的寿命。通过热磨损、热疲劳试验,比较两种材料的热磨损抗力和热疲劳的抗力;并观察其微观表面形貌。     

基于平面应变热模拟的3Cr2Mo钢板材动态再结晶动力学分析

采用平面应变法研究3Cr2Mo钢板材动态再结晶过程。在Gleeble-3500模拟试验机上进行平面应变热模拟试验,应变速率为0.1～50 s-1,热变形温度为950～1 100℃。用平滑处理后的流变应力数据分析热变形过程中动态再结晶的演化过程,结合平面应变实验数据回归推导得到动态再结晶的激活能为309.05 kJ/mol。引入Zener-Hollomon参数,基于流变应力曲线,分析峰值应变的模拟方程。根据不同应变速率和温度下的流变应力结果,研究3Cr2Mo钢的动态再结晶转化过程,用Avrami方程建立动态再结晶动力学方程。通过动态再结晶转化体积分数实验数据和模型计算值的对比,验证了构建的动态再结晶动力学方程可较好地预测平面应变过程中的动态再结晶过程。     

提高HM3钢(25Cr3Mo3VN_b)热疲劳抗力的研究

木文以HM3热作模具钢为研究对象,着重研究了淬火冷却速度及回火温度对该钢热疲劳性能的影响,寻求最佳热处理工艺,提出了提高HM3钢热疲劳抗力的一种途径。     

对3Cr2W8V钢热应力疲劳的再探讨

本文进一步研究了热处理温度和循环温度对3Gr2W8V 钢热疲劳抗力的影响,探讨了热疲劳抗力与常规力学性能之间的联系。结果表明:热疲劳抗力随热处理温度不是单调变化的,分别有一个最佳的淬火温度和最佳的回火温度;随着循环上限温度的升高,热疲劳抗力显著下降,最佳回火温度向高温方向移动,但最佳淬火温度基本不变;在本试验条件下,热疲劳抗力主要受强度控制,在强度和塑性取得适当配合时,热疲劳抗力最大。     

3Cr2W8V钢高温性能研究应用课题通过技术鉴定

我院热处理教研室承担的3Cr2W8V钢高温性能研究应用科研项目,最近在合肥通过部级技术鉴定。该课题系统研究了3Cr2W8V钢的热疲劳和高温磨损特性,以及热处理规范和显     

3Cr2W8V钢强韧化的研究

3Cr2W8V钢在国内广泛用作热挤压模。但在许多场合由于模具早期脆断而降低了它的使用寿命。冯晓曾等人和赵易成都发现:热作模具的早期脆断是热疲劳裂纹失稳扩展造成的。提高模具材料的断裂韧性K_(Ic),就能大幅度地提高模具的使用寿命。曹维涤等采片双重处理工艺,提高了模具材料在相等强度下的断裂韧性K_(Ic)。但是,模具材料经双重处理的预处理后,加工性能较差,还有待于改进。本文同时采用原双重处理工艺和我们改进后的双重处理(提高了预处理的淬火温度     

热处理对3Cr2W8V钢热应力疲劳性能的影响

本文通过热疲劳试验,复膜电子金相、扫描断口分析等方法研究了热处理对3Cr2W8V钢热疲劳性能的影响。结果表明:不同热处理状态的钢在热疲劳过程中均有循环软化效应;热疲劳抗力主要受钢的强度及热循环稳定性所控制;热疲劳断口兼有疲劳损伤和氧化腐蚀特征;热疲劳裂纹以沿晶楔入为源,按穿晶——沿晶混合方式扩展。     

提高3Cr2W8V钢的铝合金压铸模热疲劳寿命研究

3Cr2W8V钢制作的铝合金压模铸失效形主要是热疲劳破坏，本文目的是通过不同热处理工艺的研究来改善风的热疲劳性能，试验表明，采用1180度分级淬火,600度回火，可较大幅度地提高钢的高温屈服强度，韧性以及热疲劳抗力，从而提高压铸模的使用寿命。     

钢的高温性能和模具的失效分析

本文简要介绍了新型热作模具钢(HD)的高温性能,这种钢的高温强度和热疲劳热磨损抗力优于3Cr2W8V钢,对其原因进行了适当的分析。同时,对铜管热挤压底模进行了失效分析和硬度检验、表层组织分析以及热疲劳热磨损形貌观察,结果表明模具的变形和拉毛失效均与模具材料的高温强度、组织稳定性以及均匀性密切相关,从而说明了HD钢模具使用寿命高的机制。     

高速钢分级淬火规范对其组织和性能的影响

高速钢分级淬火规范对其组织和性能的影响是工具生产中面临的实际问题．本文就此进行了系统的研究．结果表明，随着分级温度的提高，钢的电阻率下降，残余奥氏体量减少，晶界变宽，这说明晶界有碳化物析出．这种析出使钢的硬度、红硬性、抗弯强度、冲击韧性下降，其中冲击韧性的下降最严重．试样尺寸越大，这种影响越显著．在带有冲击的切削试验中发现，分级温度过高使刀具切削性能降低．如W18Cr4V钢车刀在分级温度由600℃提高到675℃时，切削性能下降15％～20％．综上结果，普通高速钢的分级温度以600℃左右或更低些为宜．     

Cr8合金钢热变形行为及位错密度演变规律

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cr8合金钢在变形温度为900～1200℃、应变速率为0.005～5s~(-1)条件下进行热压缩试验,并对热变形后的试样进行X射线衍射试验,研究了Cr8合金钢的热变形行为及位错密度演变规律。基于试验得到的数据,建立了考虑位错密度演变及包含多参数的两段式本构模型。结果表明:在低应变速率下,Cr8合金钢真应力-真应变曲线具有典型的动态再结晶特征;Cr8合金钢热变形激活能Qact为423.41 kJ/mol,本构模型的计算值与试验值数据吻合较好;在试验条件下,Cr8合金钢的总位错密度均达到10~(14)cm~(-2)以上,总位错密度随应变速率增加、变形温度减小而增加。     

TiS夹杂物对D6AC超高强度钢强韧性的影响

一般钢中加Ti可使晶粒细化,从而提高钢的强韧性。但D6AC超高强度铟中可否加Ti的问题,一直存在争论。因为加Ti后,可能生成含Ti夹杂物而使韧性降低。为了改善D6AC钢的韧性,首先需要弄清这一问题。本文系统研究了含Ti夹杂物对D6AC钢强韧性的影响,并与同一钢种中,含有常见的MnS夹杂物进行比较,得出: 1.TiS夹杂物对强度和延伸率的影响不明显; 2.TiS夹杂物对面缩率、冲击韧性和断裂韧性稍有影响; 3.TiS开裂％随应变增大而增加,但在同一应变下却低于MnS; 4.TiS夹杂物使K_(1C)值降低的幅度低于MnS,因此,D6AC钢中加Ti可以改善强韧性。     

不同热处理对热模钢H13的组织和性能的影响

本文研究了热模具钢H13（4Cr5MoSiV1)经不同热处理工艺处理后的显微组织和性能，结果表明，H13钢经软氮化处理后，耐磨性，热疲劳抗力较好而冲击韧性较低，250℃等温淬火加回火处理后的冲击韧性最高，热疲劳抗力比政党淬火加回火处理的好，耐磨性较差，300℃等温淬火回火处理的冲吉韧性和疲劳抗力较低，据此，在受冲击载荷情况下，采用250℃等温淬火回火热处理工艺较好，受冲击载荷较小时，采用正常淬火加回火软氮化复合热处理工艺较好。