55SiCrV弹簧钢盘条断裂原因分析

针对55SiCrV弹簧钢盘条在剥皮过程中出现的脆性断裂问题,利用扫描电镜、光学显微镜等手段对断裂试样的宏观缺陷、断口形貌、金相组织、脱碳、偏析及夹杂等进行了系统检测,分析了脆断产生的原因,提出热轧盘条生产过程中以及在后续加工过程中应注意及改进的措施。     

CaF_2-MgF_2对钢中Al_2O_3夹杂物去除作用的研究

采用不同量的CaF_2、MgF_2、Na_3AlF6以及CaF_2与MgF_2的混合物对钢液中Al_2O_3夹杂物进行改性处理。结果表明:经过改性处理后的钢中全氧含量都有明显的降低,但其添加量需要在一个合适的范围,其中添加1.0%的CaF_2与MgF_2的混合改性剂的效果最好。另外经过改性剂处理后的钢中夹杂物呈现出MnS包裹Al_2O_3的复合分层形态,更加有利于夹杂物的上浮去除,而且MnS为塑性夹杂物,可降低残留在钢中Al_2O_3夹杂物对钢的危害。     

免退火冷镦钢10B21热轧盘条的研制

冷镦用盘条加工紧固件时,通常在拉拔前会对其进行球化退火或软化退火以降低强度及提高塑性,改善其冷加工性能。但退火工序耗能、耗时,不但增加成本还污染环境。为此,研制开发了具有优异冷加工性能的免退火冷镦钢10B21盘条。对10B21盘条化学成分进行了优化设计,在保证淬透性的前提下适当提高B含量,降低C、Mn含量,并控制w(Ti)/w(N)=4.0~4.5以保证有效B的收得率。采用控轧控冷工艺,在缓冷相变过程中在α/γ的界面产生适量的B相M₃(C,B)+M₂₃(C,B)₆,加速C的沉积,形成利于冷镦性能的最佳组织。由于C、Mn元素的减少,可显著降低钢的硬度,最终得到具有优异冷加工性能的高塑性盘条。经试验,热轧盘条无需退火即可直接拉拔冷镦成形,用于制作法兰螺栓等变形量较大的8.8级高强紧固件。     

Nb微合金化对18CrNiMo7-6钢奥氏体晶粒长大的影响

对比研究了含Nb和不含Nb的18CrNiMo7-6试验钢在加热温度(900~1100 ℃)和保温时间(1~8 h)下的奥氏体晶粒长大行为,建立了两种试验钢的奥氏体晶粒长大的数学模型。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,试验钢的奥氏体晶粒逐渐长大,相同加热条件下18CrNiMo7-6-Nb钢的奥氏体晶粒尺寸要小于18CrNiMo7-6钢。将试验钢的晶粒长大过程分为抑制长大阶段(900~1000 ℃)和自由长大阶段(1000~1100 ℃),分别建立了适用于含Nb和不含Nb的两种18CrNiMo7-6试验钢的晶粒长大数学模型。     

汽车前轴用40Cr钢锻件开裂失效分析

利用化学成分、显微组织以及硬度分析等方法,对汽车前轴用40Cr钢锻件的开裂原因进行了分析。结果表明:裂纹位于锻件的R角处,为淬火裂纹;锻件R角处的元素偏析造成淬透性显著高于周围其它位置,锻造过程中产生了表面缺陷,使得淬火时马氏体相变产生的体积内应力超过了材料的强度,造成了淬火裂纹的产生;通过增大R角半径、控制原材料的成分偏析以及调整锻造工艺等措施,能够减小汽车前轴用40Cr钢锻件热处理后淬火开裂的风险。     

脱磷保碳的理论与试验研究

基于分子—离子共存理论建立了CaO-MgO-FeO-SiO_2-P_2O_5五元渣系作用浓度计算模型,在此基础上分析了炉渣组元对脱碳、脱磷反应吉布斯自由能变化的影响规律,证明了脱磷保碳的可行性,并通过高温试验发现:在初始碳含量为0.5%、磷含量为0.032 5%的情况下,当熔渣碱度控制在5左右、FeO含量控制在10%~20%时,脱磷率可达75%以上,留碳率在50%~70%。     

Nb、V微合金化9.8级高强韧非调质冷镦钢盘条的研发

针对高强韧9.8级非调质冷镦钢盘条用于生产变形量较大汽车紧固件产品及降低模具损耗的需求,在原MFT8非调质冷镦钢盘条化学成分设计的基础上,采用Nb、V复合微合金化,同时对C、Si、Mn等元素含量进行微调,并通过控制w(V)/w(N),保证盘条的强韧性;通过控制w(Al)/w(N),保证盘条冷加工塑性变形后的应变时效性能;再结合线材冷拔加工所产生的鲍辛格效应,保证最终产品的强度和塑韧性。采用低温轧制+控轧控冷工艺,充分发挥弥散细小碳氮化物的析出强化和沉淀强化作用,在提高盘条强度的同时塑韧性不降低,获得了具有优异冷加工性能的高强韧非调质冷镦钢盘条。热轧盘条无需经过球化退火+调质处理即可直接拉拔冷镦成形,可用于制作长杆法兰螺栓等变形量较大的9.8级高强紧固件。     

异型坯连铸二冷工艺优化研究

  基于二冷区传热的基本原理和异型坯凝固传热特点,建立了异型坯凝固传热模型;通过现场测试铸坯表面温度和坯壳厚度对数学模型进行修正,得到了异型坯连铸过程中表面温度随时间变化的规律;同时,对原有二冷制度进行了评估,提出了合理的二冷改进措施。通过二冷工艺的优化,提高了二次冷却的均匀性,铸坯表面和内部质量大幅度提高。     

高压锅炉管用P91钢热处理工艺优化

利用正交试验研究P91钢热处理工艺与性能之间的关系,并通过热处理及生产试验验证,最终对其热处理工艺进行优化。结果表明,影响P91钢性能的主次顺序为回火温度、回火时间、正火温度和正火时间。通过引入客户对P91钢力学性能的要求为衡量指标,并试验验证,得出P91钢经过（1 050±10） ℃正火,（770±10） ℃、（210±10） min回火后,获得了良好的力学性能和细小均匀的回火板条马氏体组织,热处理及生产试验验证达到预期目标,可在生产中推广实施。     

轴类件拔长V型砧和四砧径向锻造锻透性研究

轴类大锻件拔长可以采用V型砧、四砧径向锻造等。为了解这些拔长方式对锻件芯部变形的影响,应用有限元软件Super Form模拟了拔长锻造过程,对比分析了V型砧和四砧径向锻造两种工艺方法的锻透性。研究表明:V型砧拔长,锻后锻件内部等效应变分布不均匀,各处变形差异较大,经3道次拔长后,锻件芯部锻透性较好,给定条件下的累积等效应变约为1.6;四砧径向锻造,锻后锻件内部等效应变分布比较均匀,但锻件芯部锻透性较差,给定条件下芯部等效应变小于0.2,且端部一定长度范围内,芯部等效应变更小,经4道次拔长后,芯部累积等效应变为0.8左右。