热成形模具铁基合金耐磨层磨损性能研究

为研究铁基合金的高温耐磨性能,采用堆焊工艺制备了HST72铁基合金试样,以SDCM热成形模具钢作对比,对这两种材料进行了高温摩擦磨损试验,采用电子显微镜、能谱仪等对比分析了两种材料在不同试验温度和试验时间条件下的磨损体积、磨损形貌和磨损机理的变化规律。结果表明:试验温度为200℃、试验时间为20 min时,SDCM钢和HST72铁基合金磨损体积相当;随着试验温度和试验时间的增加,SDCM钢的磨损体积均低于HST72铁基合金的。200℃时,两种材料以磨粒磨损为主;300℃时,SDCM钢的磨损机制为粘着磨损,同时伴随轻微的氧化磨损,HST72铁基合金磨损表面同时存在磨粒磨损、粘着磨损和轻微的氧化磨损。     

热作模具钢SDCM热稳定性研究

对比研究了热作模具钢SDCM钢和H13钢在600℃和650℃下的热稳定性能。利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了SDCM钢在热稳定性试验中的微观组织变化。结果表明:SDCM钢较H13钢热稳定性更好;随着保温时间增加,钢中位错密度降低,且钢硬度与位错密度有直接关系;SDCM钢中VC保持稳定,主要析出M23C6碳化物。     

上海大学先进工模具材料及应用技术研发团队 十三五”国家重点研发计划之“高性能工模具钢及应用”项目

<正>20多年专注于工模具材料及应用技术研发国内工模具材料研发唯一的实验平台工模具材料研究领域的引领者SDCM系列超高热导率热冲压模具钢SDCM系列模具材料针对高强钢板/钢管热冲压成型工艺开发,注重高热导率和耐磨性,在保证产品质量、提高生产     

经离子渗氮的SDCM钢热冲压模具的摩擦磨损行为

对适用于制作热冲压模具的SDCM钢进行离子渗氮,检测了渗氮层的表面硬度、硬度梯度、显微组织、厚度;研究了离子渗氮的SDCM钢的高温摩擦磨损行为和磨损机制,并建立了Archard磨损模型;采用有限元方法研究了530℃×8 h离子渗氮的SDCM钢热冲压模具的磨损行为。结果表明：与未渗氮的SDCM钢热冲压模具相比,在200～300℃温度下,经离子渗氮的SDCM钢热冲压模具具有较小的摩擦因数和磨损率,即更佳的耐磨性,模具的最大磨损深度为3.2×10^-5 mm,而不是5.9×10^-5 mm,即模具的使用寿命可提高约2倍。     

两种变强度热冲压软区模具钢的适用性研究

在B柱变强度热冲压工艺中,其上部需要较高的强度以支撑车顶,其下部需要较高的韧性以吸收侧撞冲击功。当前,主要通过控制热冲压软区模具温度达到变强度要求,经模拟确认应将软区模具保温在500℃以上,以实现B柱变强度热冲压工艺。将新研发的SDCM钢和H55钢作为试验钢,研究两者在500℃和580℃下的抗回火稳定性以及500℃和600℃下的高温摩擦磨损性能。研究表明,两者均可在500℃下长期工作,然而,SDCM钢在580℃下的高温热稳定性能较好,在600℃下的高温摩擦磨损性能较好,因而认为SDCM钢更符合变强度热冲压软区模具钢的使用要求。     

循环热冲压过程中高热导率模具钢的摩擦磨损行为

研究了高热导率模具钢SDCM和H13钢的高温摩擦磨损性能,揭示了其潜在的磨损机理,并构建了Archard磨损模型,采用有限元方法研究了汽车A柱循环热冲压过程中模具的温度演变规律和磨损行为.结果 表明,在200～ 300℃的服役条件下,SDCM高热导率模具钢主要发生粘着和氧化磨损,相比于H13钢,其具有较低的摩擦系数和磨...     

激光冲击强化的影响参数与发展应用

激光冲击强化是一种先进表面技术,其利用激光诱导形成的等离子冲击波对金属材料进行强化,因具有强化效果更佳、可操控性更强和适用性更好等技术优势,得到了越来越广泛的应用与研究,对提高部件的疲劳性能和延长材料使用寿命具有重要作用。简要介绍了激光冲击强化技术的发展概况,分别从激光工艺参数、约束层与吸收保护层、冲击角度等影响参数进行了重点分析与总结。激光工艺参数是影响强化效果的最重要因素,选取最佳的激光功率密度、最优的光斑搭接率、适当的冲击次数以及合适的脉冲宽度可以明显提高强化效果。针对不同的材料形态,应选取合适的约束层和吸收保护层,提高激光透光率的同时防止材料表面烧蚀。此外还需考虑激光冲击强化的冲击角度,选择合适的冲击角度,能够对复杂的结构进行强化。综合考虑激光冲击强化的影响参数,可为得到最佳激光冲击强化效果提供重要的理论参考。     

高强度造船板热影响区组织和冲击性能的研究

利用热模拟技术对E36船板在大热输入焊接条件下的热影响区组织以及冲击性能的变化进行研究,研究结果表明:在适当的冷却速度下,母材热影响区可获得具有最佳冲击性能的组织,同时从冶金和工艺角度探讨了优化热影响区组织冲击性能的方法.     

W403模具钢

<正>W302热作模具钢,具有高温耐磨性,热强度高。抛光及切削容易,可表面氮化,火花机加工。钢质洁净均匀,结构良好,用3000~6000 t压横锻压,冲击强度高,经超声波检验,材料利用率高,且可减少加工费用,有最佳之红热硬度,韧性高强。可制锌\铝\铅\锡等合金或铜合金之压铸模、唧咀、挤压轴心等。可用作热锤或热冲铸模,经淬硬后可作永久性生产塑胶模适合各种热作用途,如压铸模,热合金或金属挤     

金属材料冲击疲劳损伤的涡流热成像检测

利用冲击疲劳损伤对材料微观结构和应力分布的改变导致的材料导热率和电阻率等参数变化的特性,提出了利用涡流热成像技术检测金属材料冲击疲劳损伤的无损检测方法,构建了检测系统。通过试验,获得了飞机刹车片的涡流热成像图像。结合对冲击疲劳损伤引起的塑性变形而导致的材料导热率和电阻率等的变化的分析,通过图像处理提取了试件的温升变化曲线,比对了受损区域和正常区域的红外图像差异,实现了对冲击疲劳损伤缺陷的判别。结果表明,涡流热成像法能够快速地判断材料受损位置。     

X80高性能管线钢焊接热敏感性研究

利用焊接热模拟技术、光学金相、透射电镜和冲击试验，研究了4种X80高性能管线钢焊接粗晶区韧性随焊接热输入的变化规律。结果表明，其焊接粗晶区的韧性不仅受焊接热输入大小的影响，而且不同的管线钢在相同的焊接热输入下，粗晶区韧性下降的幅度不同，具有不同的热敏感性。     

热循环对高铌管线钢焊接热影响区冲击韧性的影响

采用Gleeble-3500型热模拟试验机,研究了焊接热循环对Mn-Mo-Nb和高铌 HTP X80管线钢焊接热影响区(HAZ)冲击韧性的影响.结果表明,随焊接热输入量的增加,两种X80管线钢粗晶HAZ的冲击韧性均降低,但在相同的焊接热输入条件下,高Nb钢粗晶HAZ的冲击韧性均高于Mn-Mo-Nb管线钢.其原因是高Nb钢中由于未溶Nb(CN)状的存在,抑制奥氏体晶粒长大,在高的线能量条件下,能够保证奥氏体晶粒的细小均匀.     

微合金元素对X70管线钢韧性的影响

研究了4种含不同微合金元素的X70管线钢的韧性,采用夏比冲击试验和落锤撕裂试验,借助金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)与背散射电子衍射技术(EBSD)等手段,分析了微观组织、晶粒尺寸、晶粒取向及取向差和夹杂物等因素对X70管线钢韧性的影响。结果表明,含Mo、Ni元素的管线钢夏比冲击韧性和落锤性能都较好,含Cr元素的管线钢落锤性能偏低,大角度晶界比率越高,晶粒尺寸越细小,夹杂物含量越少的管线钢具有更高的韧性。     

热作模具用H13和Dievar钢的热疲劳性能

对比研究了回火温度对热作模具用H13和Dievar钢热疲劳性能的影响。H13和Dievar钢经过520、580和640 ℃回火处理后,采用自主搭建的Uddeholm自约束疲劳试验装置分别对试样进行1000次热疲劳试验,并用热疲劳损伤因子对热疲劳损伤过程进行定量描述。结果表明,在相同回火温度下,Dievar钢具有较低的硬度和较高的冲击性能,抗疲劳性能优于H13钢。H13和Dievar钢在580 ℃ 回火处理后,碳化物尺寸分别约为10.1 μm和6.3 μm,H13钢碳化物含量高且尺寸大,导致韧性和抗热疲劳性能降低。     

挤压轮用热作模具钢的研究

设计了一组新型含N热作模具钢,通过显微组织、力学性能、热疲劳试验,优选出试验钢成分,之后对最佳成分钢进行热处理工艺优化。结果表明;最佳V、Cr、N成分分别为1.0%、3.75%、0.01%(质量分数)。最佳成分钢优化热处理工艺为1080℃淬火+550℃一次回火+530℃第二次回火。     

Thermophysical property measurements on low alloy high strength carbon steels

The solidus/liquidus temperatures, heat of fusion, specific heat capacity, and thermal expansion for AISI 43 10 and 4320 steels were measured in this study. Both steels have similar heat of fusion values and solidification temperature ranges but differ in the absolute solidus/liquidus temperatures. The specific heat capacity vs. temperature curves for both steels show similar trends with difference in the peak value at austenite phase transformation temperatures.

Both steels demonstrate similar thermal expansion trends and absolute values. The thermal expansion vs. temperature curve shows considerable difference between the heating part and the subsequent cooling part which reflects the different solid state phase changes experienced during the heating and cooling of these two heat-treatable steels. This phenomenon should be taken into account during the modeling of welding, casting and other processing of these steels. The relative density as a function of temperature for these steels can be estimated based on the thermal expansion values.     

超大热输入焊接用EH40钢的模拟熔合线组织与性能

通过实验室EH40船板钢的超大热输入焊接热模拟实验,研究焊接熔合线部位的组织与性能,分析钢中夹杂物对原奥氏体晶界及晶内组织的影响规律.结果表明:实验钢在采用800 kJ/cm(t_8/5=730 s)的焊接热输入,峰值温度为1400℃（保温30 s）的条件下,-20℃的冲击功能够达到150 J以上.其金相组织由块状的晶界铁素体（GBF）、晶内多边形铁素体（IPF）、晶内针状铁素体（IAF）组成,且IAF面积分数占50%以上,无板条贝氏体和粒状贝氏体组织.实验钢中夹杂物类型合理、密度大,有效地抑制了GBF的粗化.钢中存在的直径为5—8μm的大尺寸夹杂物,也具有IGF形核能力,甚至会形成IAF组织,表现出贫Mn区的形核机制.     

风力发电机电机转子焊接工艺

针对轴材25CrMo和辐板Q345D,采用焊条电弧焊-气体保护焊复合焊方法,J507R打底层,ER50-6填充盖面、预热温度250℃、层间温度300℃、550℃/3h焊后热处理缓冷等工艺制备完整的焊接接头。通过拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、维氏硬度试验以及观察分析焊接接头显微组织和冲击断口形貌进行研究,结果表明,采用该焊接工艺获得的焊接接头具有良好的焊接质量,为25CrMo和Q345D焊接的材料选择、工艺制订提供参考。     

Mould taper optimization for continuous casting steels by numerical simulation

A transient,two-dimensional,coupled finite element model was employed to simulate the solidification and shrinkage of continuous casting steels by means of ANSYSTM.In the model,a gap-dependent heat transfer condition was introduced to modify the heat flux function,and the variations of material thermal properties,mechanical properties as well as the yield function with temperature were considered.The solidification and shrinkage processes of four round billets and two square billets were simulated by indire...     

Influence of Martensite Volume Fraction on Impact Properties of Triple Phase (TP) Steels

Ferrite-bainite-martensite triple phase (TP) microstructures with different volume fractions of martensite were obtained by changing heat treatment time during austempering at 300 °C. Room temperature impact properties of TP steels with different martensite volume fractions (V _M) were determined by means of Charpy impact testing. The effects of test temperature on impact properties were also investigated for two selected microstructures containing 0 (the DP steel) and 8.5 vol.% martensite. Test results showed reduction in toughness with increasing V _M in TP steels. Fracture toughness values for the DP and TP steels with 8.5 vol.% martensite were obtained from correlation between fracture toughness and the Charpy impact energy. Fractography of Charpy specimens confirmed decrease in TP steels’ toughness with increasing V _M by considering and comparing radial marks and crack initiation regions at the fracture surfaces of the studied steels.