铁素体量对42CrMo钢弯曲疲劳及多次冲击疲劳性能的影响

本文研究了42CrMo 钢未溶铁素体+回火索氏体双相组织中铁素体量对弯曲疲劳及多次冲击疲劳性能的影响.结果表明:随铁素体含量增加,其冲击疲劳、弯曲疲劳寿命升高,到最佳值(本试验条件下约为10%)后又有所降低.这一规律与铁素体量对接触疲劳性能的影响是一致的.     

深冷处理对EA4T车轴钢马氏体组织及短裂纹行为的影响

利用光学显微镜(OM)、维氏硬度计、X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射(EBSD)技术等,开展深冷处理与回火顺序对EA4T车轴钢马氏体组织及其疲劳断裂性能影响的研究。研究结果表明：无论是“回火+深冷”处理还是“深冷+回火”处理,均能有效细化材料的微观组织,从而提高硬度和位错密度,但组织中含量较少的残余奥氏体无法通过深冷处理继续向马氏体转化;相对而言,经“深冷+回火”处理的试样晶粒尺寸细化效果最佳,且小角度晶界占比最多,可有效抑制裂纹的萌生;经“深冷+回火”处理后,材料微观组织对裂纹扩展的阻碍作用最强,裂纹扩展速率的下降更明显,疲劳断裂性能相对更优。     

18Cr_2Ni_4WA钢中温转变产物与马氏体混合组织的力学性能

本文研究了18Cr2Ni4WA钢的中温块状铁素体组织(α_m)、贝氏体(B)及其分别与马氏体混合组织(α_m+M)、(B+M)的强韧性及抗疲劳裂纹扩展的性能。研究指出: 低温回火条件下,α_m的强韧性低于B及M,且α_m的存在降低了(α_m+M)混合组织强韧性。但(α_m+M)的疲劳裂纹扩展门槛值△K_(th)随α_m量增加而提高。各种组织因素对疲劳裂纹亚临界扩展速率无明显影响。(B+M)的塑性随B量增加呈线性上升。当B<40%时,B的存在有助于(B+M)强度的提高;B>40%后,才逐渐出现下降的趋势。室温冲击时,B比(B+M)具有较高的韧性;当试验温度低于-40℃后,出现相反的结果。α_m及B具有较高的抗回火性。高温回火条件下,单一α_m的σ_(0.2)略有提高。(α_m+M)及(B+M)的σ_b随α_m或B量的增加呈线性上升。无论回火温度高或低,α_m的存在均降低(α_m+M)的屈强比;而B的存在,只有当其体积分量超过80%以后,屈强比才出现明显下降。当冲击温度高于-80℃时,α_m及B的存在分别降低(α_m+M)及(B+M)的强韧性;但冲击温度低于-80℃后,却出现相反结果。     

淬火温度对12Cr14Ni2不锈结构钢组织及力学性能的影响

使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及透射电镜(TEM)分析研究了淬火温度对12Cr14Ni2索氏体不锈结构钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:热轧后的实验钢板经 900~1050℃保温0.5h淬火及710℃高温回火2h热处理后,均可以获得细小均匀的回火索氏体组织;回火索氏体晶界处存在大量直径100~200nm的富含Cr的M₂₃C₆型析出相;随着淬火温度从900℃升高到1050℃,淬火后奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,进而导致热处理后的回火索氏体组织粗化;实验钢强度先减小后增大,延伸率和冲击功均先增加后降低;在最佳淬火温度950℃时,实验钢抗拉强度为767MPa,屈服强度为588MPa,断后延伸率为22%,在20℃时冲击功达107J,综合力学性能优异.     

DQ-T工艺对12MnNiVR钢组织和力学性能的影响

研究了轧后在线淬火+离线回火(DQ-T)对12MnNiVR容器钢显微组织及力学性能的影响.结果表明,在线淬火至300℃获得的组织以条状贝氏体为主,淬火至30℃的组织为马氏体加贝氏体.经离线回火,原始带状下贝氏体为回火索氏体替代,同时析出大量微小FexC粒子.在630~710℃区间,随着回火温度的升高,屈服强度和硬度急速降低,而低温韧性明显提升.回火时间增加,强度下降,韧性增强.在最佳DQ-T工艺条件下:容器钢的ReH为660MPa,Rm为700MPa,A为19.4%,Akv(-20℃)为104 J.     

微观组织对70Cr3Mo钢接触疲劳性能的影响

采用金相、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＸＲＤ等手段,研究了钢不同热处理条件下７０Ｃｒ３Ｍｏ的组织对接触疲劳性能的影响,,结果表明：７０Ｃｒ３Ｍｏ钢直接淬火＋回火条件下以孪晶马氏 主的组织的接触疲劳性能高于等温淬火＋回火条件下贝氏体的接触强度。     

微观组织对车轮钢力学性能和磨损性能的影响研究

车轮钢和轨道钢的微观组织和力学性能对高铁运行的安全性和服役寿命具有决定性影响。该工作采用淬回火和淬火雾冷两种热处理制度制备了具有等轴状铁素体和粒状渗碳体的回火索氏体车轮钢和片状渗碳体分布在铁素体中的索氏体车轮钢。通过优化热处理制度,两种钢的晶粒均在7级,属于细晶组织。对两种组织的钢进行伸试验,两种钢的拉伸强度大于900 Mpa,延伸率大于15%;由于淬回火车轮钢中颗粒渗碳体的弥散强化作用,其强度比淬火雾冷的车轮钢更高。夏比冲击试验表明,在室温下淬火雾冷的车轮钢冲击吸收功高于淬回火车轮钢,但随着冲击温度的降低,淬火雾冷的车轮钢冲击功幅度下降幅,而淬回火钢一直到-20℃韧性几乎不降低。模拟高铁载荷和时速500 km运行下轮轨接触频率,将两种钢与相同轨道钢配副做滚动接触疲劳试验。结果表明:淬回火车轮钢的疲劳寿命更长,裂纹的萌生主要发生在试样的表面和亚表面夹杂物或应力集中处,在表面萌生的裂纹一般会沿一定的角度向内部扩展,然后沿平行于试样表面进行扩展,最后从试样上撕裂下来。裂纹扩展一般沿着夹杂物与基体界面进行;当夹杂物阻碍裂纹前进时,裂纹会绕过夹杂继续扩展。在摩擦之后,车轮轨与轨道钢的硬度都有1~2HRC的硬度下降,组织成分由于发生了再结晶及塑性变形下,条带状碳化物被碾碎等因素,使其与原始组织有了很大的不同。在硬度为34HRC左右时有最好的抗摩擦性能。     

100V-Cr-Mo石油套管材料的组织与性能

研究一种100V-Cr-Mo钢用做石油套管材料.采用890～910℃淬火+650℃高温回火处理,使材料屈服强度达到1 150～1 160MPa、抗拉强度1 190～1 240MPa、伸长率18％～23％、冲击功102～132 J.分析表明:100V-Cr-Mo材料的调质处理组织细小、均匀,晶粒度大于9级,为回火索氏体,...     

中合金铬钼渗氮轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究

为了研究化学热处理对大型轴承疲劳性能的影响规律,对中合金铬钼轴承钢进行离子渗氮处理和旋转弯曲疲劳(RBF)试验。以双真空熔炼(VIM+VAR)的中合金铬钼轴承钢作为实验材料,分析经调质处理(930℃+550℃)后的组织和经离子渗氮后的相组成,分析经过旋转弯曲疲劳试验后断口形貌及裂纹萌生机理,构建表面缺陷与疲劳断裂机理之间的关系。实验结果表明:实验钢经过调质处理后组织为回火索氏体,主要析出M2C型和M3C型碳化物;渗氮后渗氮层中化合物层主要由CrN和Fe4N(γ′相)组成,厚度约为16μm,其不利于基体的疲劳性能提升;实验钢渗氮后的RBF极限为947MPa,较未渗氮试样旋转弯曲疲劳极限提升19.4%;渗氮层中化合物层始裂及非金属夹杂物始裂为主要的两种起裂方式,化合物层和表层粗糙度对渗氮后实验钢的疲劳寿命影响较大。研究结果可为提高中合金铬钼轴承钢的疲劳性能提供实验及理论依据。     

基于计算机模拟技术探究风电主轴热处理过程

基于计算机模拟技术,对42CrMo4合金钢风电主轴热处理过程进行了有限元模拟,对热处理过程中温度场、应力场、相场及硬度场的变化进行了分析。模拟结果表明,水淬过程会产生较大应力,最大应力为354 MPa,回火能够降低由水淬产生的应力,对应的最大应力降低到119MPa;主轴水淬后获得马氏体量占比约为10%,最高硬度达到50.9 HRC,其硬度的增加和马氏体含量成正比;经过高温回火,马氏体可以转变为回火索氏体,硬度降为30 HRC;主轴经热处理后最终的组织为珠光体+贝氏体+回火索氏体+铁素体,硬度范围为26.8～30 HRC,证明可以用计算机模拟技术预测大型锻件热处理结果,为制定热处理工艺提供理论依据。     

大客车转向机构摇臂轴的断裂分析

采用化学成分,宏观断口形貌,微观组织等方法对某大客车转向机构摇臂轴的断裂进行分析.结果表明:断裂的原因是未按图纸要求用材,更主要的是调质热处理不当,调质组织不是正常的回火索氏体组织,存在较多趋网状分布的铁素体组织,硬度偏低.此外,轴肩过渡圆弧加工质量欠佳和结构刚性突变,产生较大的应力集中,在交变弯曲载荷作用下,导致摇臂轴多源双向弯曲疲劳断裂.     

圆柱/平面径向微动磨损特性及其对疲劳寿命的影响

从微动磨损特性出发,建立圆柱/平面微动磨损分析模型,通过ANSYS计算接触面的接触应力状态和接触面的相对滑移量,得到接触面的接触半径和微动磨损状况.将微动磨损条件下的疲劳寿命划分为微动磨损阶段、疲劳裂纹萌生和裂纹扩展3个阶段,给出接触疲劳应力下3个阶段的疲劳寿命计算方法,结合圆柱/平面径向微动磨损实例进行疲劳寿命估算.结果表明,接触面的应力集中导致裂纹萌生点,将单次施载的磨损量工况下疲劳寿命进行比较,得出微动磨损使构件的疲劳寿命降低,无微动磨损下疲劳寿命约为107.     

EHL下矿场用重载齿轮的喷丸及疲劳性能分析

弹流润滑（ＥＨＬ）条件下,石油矿场用大模数重载齿轮的承载能力得到提高,齿面接触疲劳失效与齿根弯曲疲劳断裂则成为其主要的失效形式．喷丸强化是改善齿轮表层种种缺陷的有效而简便的方法,喷丸产生的硬化层残余压应力场和显微组织相变是提高齿轮接触疲劳强度的重要因素．从单齿弯曲疲劳,齿面接触疲劳,接触疲劳裂纹萌生与扩展,表层显微硬度,残余奥氏体情况,表层残余应力及亚组织结构等方面讨论了喷丸对齿轮接触疲劳性能的影响．     

粗糙齿面啮合的热弹流润滑分析

在王晓力等的基于平均流量模型的广义Reynolds方程的基础上,进一步建立了综合考虑流体的非牛顿特性、可压缩性、齿面粗糙度效应及热效应的线接触混合弹流润滑的广义Reyn-olds方程;并采用多重网格法求解润滑方程组,采用逐列扫描步进法求解温度控制方程,获得了渐开线齿轮传动混合热弹流润滑的完全数值解。对部分算例,分别分析了一对轮齿从入啮到脱啮的整个啮合过程中最大主剪应力和平均油膜厚度的变化规律。计算结果表明,计入齿面的粗糙度效应后,轮齿接触应力显著增大,这必然会对轮齿接触疲劳强度产生重要影响,因此,基于Hertz理论进行齿轮接触疲劳强度设计有失安全性。     

配合误差对电连接器疲劳寿命影响的建模与评估

以某型电连接器通用接触件22^#插针插孔为研究对象,基于Brown-Miller修正准则,建立了电连接器接触件材料的应变-寿命方程.应用有限元方法计算了接触件单次插拔过程中的力学性能,基于Fe-Safe软件建立了接触件接触疲劳寿命的仿真计算模型,进而完成了配合误差对电连接器疲劳寿命影响的定量化评估.疲劳寿命分析结果表明:该型电连接器在满足设计寿命条件下,允许的最大位移误差为0.038mm,角度误差为0.621°,复合误差为0.03mm和0.405°.根据分析结果提出了提高电连接器疲劳寿命的具体建议,为该型电连接器接触件制造、装配误差控制和工艺改进提供了理论依据.     

钢绳的断丝失效分析

分析了钢丝绳在使用中的断丝原因。通过光学金相、电子金相及微区成分的分析 ,得出钢丝在索氏体化后的组织生长不完全 ,则对随后冷拔过程中易于在索氏体组织生长不完全区域萌生裂纹 ,从而使钢丝绳在服役过程中发生断丝现象。     

环氧沥青复合式隧道路表结构力学响应分析

由于传统隧道路面无法兼顾阻燃、抗滑降噪及耐久性等结构和功能性的需求,同时针对缺乏对高性能环氧沥青复合式隧道路表结构的研究现状.运用桥渡原理和有限元法,研究了环氧沥青复合式隧道路表结构不同荷载工况、层间接触状态、结构层厚度及应力吸收层类型对力学响应的影响规律,并结合经济性要求推荐了环氧沥青复合式隧道路表结构组合.结果表明...