钢轨道岔跟端成形工艺及装备研究

随着铁路运输的发展,重轨应用越来越广泛,道岔钢轨跟端成形工艺对铁路运输安全具有重要影响。本文主要针对钢轨成形质量以及相关装备抗偏载问题,围绕道岔钢轨跟端成形的关键技术及装备进行研究。     

加热温度对34MnB5热成形钢组织性能的影响

以经酸连轧后的34MnB5钢为原料,采用Gleeble3500热模拟试验机模拟退火试验,分析最佳退火温度,并进行不同热冲压工艺的平模淬火试验。研究退火温度、淬火温度对热成形钢组织与性能的影响。结果表明,退火温度为790℃时,条带状组织已基本消失,晶粒的等轴化程度较高,混晶现象明显改善,贝氏体晶粒组织细化,在基体内部均匀分布铁贝两相。退火温度为790℃,淬火温度为930℃,保温5 min时,显微组织为细小均匀的板条马氏体,综合力学性能最好,其屈服强度达到1353 MPa,抗拉强度达到2018 MPa,伸长率达到7.5%,且横纵向三点弯曲角均可以达到50°以上。     

管帽热成形坯料加热温度与尺寸的研究

采用DEFORM-3D有限元成形分析软件,对管帽热成形进行了数值模拟研究,获得了管帽热成形坯料最佳的加热温度与尺寸.研究结果对管帽的设计与制造有一定的指导作用.     

加热温度对Al-Si涂层热成形钢组织及性能的影响

利用粗糙度仪、扫描电镜、硬度计、辉光放电原子发射光谱仪等检测方法,研究分析了热冲压成形工艺过程中的加热温度对Al-Si涂层22MnB5热成形钢组织及性能的影响。结果表明,随着加热温度的升高,Fe沿垂直于表面方向由热成形钢基体向Al-Si涂层表面的迁移量逐渐增大,O沿垂直于表面方向由Al-Si涂层表面向热成形钢基体的迁移量逐渐增大,且迁移的最大深度约为2.80 μm。Fe沿垂直于表面方向由热成形钢基体向Al-Si涂层表面的迁移量直接决定了Fe-Al-Si相的形态、生成位置及界面结合层厚度。随着加热温度的升高,Al-Si涂层表面粗糙度R_a、峰值计数R_pc值先增大后减小;当加热温度为930 ℃时,涂层表面粗糙度R_a达到最大值1.89 μm,峰值计数R_pc值达到最大值218。随着加热温度的升高,Al-Si涂层总厚度从27.78 μm增加至40.46 μm,界面结合层厚度从1.08 μm增加至15.11 μm。当加热温度为930 ℃时,热成形钢基体的硬度达到最大值505 HV0.2。     

热成形加热新技术

针对常规连续辊底炉的能耗高、维护成本高的缺点,提出了多层箱式炉的设计方案;针对常规加热方式的奥氏体化时间长、易氧化的缺点,依次研究了直接通电加热、感应加热和直接热传导加热3种新的热冲压加热成形工艺技术。直接通电加热具有加热速度快(可达250 ℃/s）、热效率高、能耗低、氧化少、成形后组织均匀,硬度高的特点,并可用于局部加热及不等温加热处理;通过合理配置和设计感应加热器的组合,可以实现奥氏体化35 s,总加热时间在35 s到60 s之间,加热速率最大可达到200 ℃/s,温度偏差控制在10 ℃之内;直接传导加热方式,在炉时间从传统炉的5~7 min减少到20~40 s,装置占地小,加热速度和加热温度可调范围宽、调节速度快,可满足不同系列要求的热冲压工艺需要。     

正火工艺对道岔钢轨件跟端压型后性能的影响

对U71Mn、U75V材质道岔钢轨件跟端压型后采用箱式正火和中频正火后的显微组织、硬度分布、拉伸性能等进行分析。结果表明,从加热及保温时间、显微组织、硬度及拉伸性能等方面看,中频正火优于箱式正火。     

奥氏体化温度对含铌热成形钢组织性能的影响

研究了不同奥氏体化温度下含铌热成形钢的组织和性能变化。结果表明,随着奥氏体化温度的增加,热成形钢的抗拉强度呈先升高后下降的趋势。当在850℃奥氏体化7.5 min时,抗拉强度最高可达1758 MPa,屈服强度为1205 MPa,断后伸长率约为6%,且此时马氏体晶粒最为细小,晶粒尺寸约为2.87μm,马氏体板条间距约为322 nm。随着奥氏体化温度的升高,基体组织奥氏化程度逐渐增加,(Nb, Ti)复合碳氮化物析出粒子同时也逐渐发生回溶,奥氏体晶粒粗化。当在930℃奥氏体化5.0 min时,马氏体晶粒增大到4.936μm,马氏体板条间距增大到929.6 nm。     

加热工艺对1800 MPa级热成形钢冷弯性能的影响

利用冷弯试验机、光学显微镜、扫描电镜等研究手段,分析了热冲压成形工艺过程中的加热保温时间对1800 MPa级热成形钢微观组织和冷弯性能的影响。结果表明,随保温时间的增加,试验钢热冲压成形后的原始奥氏体晶粒长大,当保温时间为5 min时,原始奥氏体晶粒尺寸约为5 μm,细小且均匀,当保温时间达到9 min时,出现异常粗大晶粒。冷弯角与原始奥氏体晶粒尺寸关系密切,冷弯角随着晶粒的长大而减小,在5 min时获得最大冷弯角54.5°。     

高强钢厚板热成形的入模温度研究

针对6 mm厚的22MnB5钢板,建立了热成形淬火过程马氏体相变过程的有限元模型,分析了入模温度对厚板的温度和马氏体组织分布的影响。结果表明:当保压压力为40 MPa、保压时间为30 s时,入模温度越高,马氏体的转化率越低;入模温度在600~750℃时,马氏体的分布均匀性逐渐变差,高于750℃后,马氏体分布的均匀性没有明显变化;沿板料厚度方向,随入模温度的升高,马氏体分布均匀性有所好转,但马氏体转化率降低。因此较低的入模温度有利于提高马氏体转化的充分性、分布均匀性及转化效率。     

基于热成形件冲孔的感应加热局部软化工艺

为降低热成形件冲孔区域的强度,提出适用于热成形件冲孔的感应加热局部退火软化工艺,并采用有限元分析和实验研究相结合的方法研究了热成形件局部退火工艺。首先研究了不同感应加热退火温度对软化区的微观组织和力学性能的影响;其次建立了电-磁-热多物理场耦合模型用于分析薄板环形感应加热局部软化工艺的温度场以及加热、冷却过程中的温度变化。结果表明:退火温度的提高降低了软化区的抗拉强度且不同退火温度下微观组织不同;环形退火过程中采集的成形件升温和降温曲线与有限元模拟结果一致;退火软化工艺降低了冲孔区域的硬度和冲孔力。     

初始成形温度对超高强钢热冲压件力学性能的影响

研究了高温钢板转移时间与初始成形温度之间的关系,分析了初始成形温度对超高强钢板热冲压件力学性能的影响规律。结果表明,随着板料转移时间的增加,初始成形温度降低,两者之间为线性关系;在一定范围内随着初始成形温度升高,热冲压件的力学性能增加,当初始成形温度高于800℃时,热成形件的力学性能基本不变;形变促进奥氏体晶粒细化,获得相对细小的马氏体组织,热成形件力学性能优于非变形钢板。     

电火花成形机床热变形影响因素的分析

在电火花成形机床热变形测试平台上,进行机床的热变形试验.分析了电火花成形机床产生热变形的诸因素,由实验数据得出了工作液温度变化是电火花成形机床产生变形的主要因素,提出了减小机床热变形的措施.     

38MnB5热轧钢板热成形温度参数与力学性能探索

装甲车辆的轻量化发展对高强钢的成形工艺和材料性能提出了更高的要求,为提升材料的装甲防护性能,以8 mm厚38MnB5热轧钢板为研究对象,对不同加热温度和保温时间条件下的微观组织、晶粒尺寸进行研究,以得到合理的热成形温度参数,并通过室温拉伸、冲击及穿甲破坏试验对材料的相关性能进行检测和分析。结果表明:加热温度950℃、保温12 min为试验材料合理的热成形温度参数,在此条件下组织完全奥氏体化,晶粒尺寸基本一致、分布均匀;在选定参数条件下,材料水淬后的塑性、韧性极差,晶间脆性严重;采用通有冷却水的平整模具进行热成形试验,得到钢板的抗拉强度为1925 MPa,断后伸长率为9. 1%,表面硬度为52 HRC,塑性、冲击韧性有了较大改善,射击试验弹坑深度在2～3 mm,钢板弹坑背面平整,无明显凸起,抗弹性能较好。     

热成形淬火工艺中加热炉关键技术参数

汽车轻量化是降低燃油消耗及减少排放的有效途径之一。为了给汽车用户提供最高等级的安全性能,同时又要实现汽车减重,现多数商用汽车制造商开始采用高强度轻重量的热成形零部件。然而根据热成形件质量的要求,需要着重考虑加热过程中的几个关键技术参数(温度均匀性,气氛保护,露点控制),并结合不同加热炉的结构特点,比较了相互的优缺点。结果表明,辊底式加热炉性能要优于多层箱式炉。     

镁合金AZ31B板材热拉深成形工艺研究

镁合金(AZ3lB)板材的成形性能可以通过热拉深试验来进行观察评估。成形温度选择在100-400℃之间。以获得适合成形的最佳温度范围。使用有限元方法分析了主要工艺参数对坯料成形质量的影响。试验结果表明。成形温度低于200℃时坯料很脆，高于400℃叶坯料表面易发生氧化而不适合成形。当成形温度选择在300一350℃之间。压边力在6-15kN(单位压边力q为0．7—1．7MPa)之间时镁合金具有较好的成形性能，能成功拉深出质量好的筒形件。数值模拟结果表明，坯料与模具间的摩擦因数对产生破裂的影响较压边力的影响程度大。     

钢的含碳量对温塑性成形温度的影响

作为一种少无切屑的成形工艺．温塑性成形技术正被越来越广泛地应用。但是对温塑性成形温度的界定还有不同的观点，这给不同钢种的温塑性成形温度的确定带来了一定的困难。本文对成形后工件组织有一定要求的过共析钢的温塑性成形温度进行了研究，提出了过共析钢的温塑性成形温度为在相变温度以下某一温度区间，可免去锻后退火，保证零件最终热处理的组织质量。     

汽车车身冲压件热成形工艺

对车身热冲压成形的工艺进行了详尽的介绍,并对这种新工艺的优势、缺陷等进行了分析。     

热冲压工艺参数对超高强热成形钢组织及性能的影响

本文结合工业生产实际,采用光学显微镜与维氏硬度计,研究加热温度、保温时间和合模温度对超高强热成形钢组织及性能的影响。结果表明：当保温时间为3 min时,加热温度对试验钢性能影响较大,随着加热温度的升高,马氏体转变量不断增加,同时马氏体板条长度及束条宽度不断增大,试验钢的硬度也不断增加。当加热温度为900℃、保温时间为4 min时,合模温度在650～730℃范围内,组织均为马氏体+铁素体,随着合模温度的升高,铁素体的含量逐渐减少,马氏体含量逐渐增加,试验钢的硬度大幅增加。