Surface decarburization characteristics and relation between decarburized types and heating temperature of spring steel 60Si2MnA

The characteristics of complete and partial decarburizations in spring steel 60Si2MnA were systematically investigated, including the microstructure, the hardness gradient, and the formation mechanism. The relation between decarburized types and heating temperature of the steel was comprehensively discussed. It is found that heating temperature has an important influence on the decarburized types. With the rise of heating temperature, the decarburized types change from no decarburization to complete decarburization, complete and partial decarburizations, partial decarburization, and no decarburization.     

铌对弹簧钢60Si2MnA动态再结晶的影响

在Gleeble-1500热模拟实验机上研究含铌弹簧钢的动态再结晶行为,用透射电镜对铌的析出物进行观察,并分析铌对弹簧钢动态再结晶的影响.结果表明,含铌弹簧钢易发生动态再结晶,在温度为850～1 050 ℃、变形速率为0.1～20 s-1条件下均发生动态再结晶;在变形速率为5 s-1的条件下,60Si2MnA动态再结晶的发生推迟50 ℃左右;在低温情况下,铌推迟60Si2MnA动态再结晶的主要原因是Nb(C,N)的析出及其钉扎作用.     

不同温度下60Si2MnA弹簧钢中低熔点夹杂物生成热力学

借助FactSage热力学软件分别对1873、1823和1773 K三个不同温度下60Si2MnA弹簧钢液与MnO--SiO2--Al2O3系、CaO--Al2O3--SiO2系和CaO--Al2O3--SiO2--15%MgO系夹杂物间的平衡进行了计算.通过上述计算分析,确定了三个不同温度下分别形成上述低熔点夹杂物时所对应的钢液成分.经过对比还发现:低温更有利于钢液在低溶解氧含量条件下实现上述不同类型夹杂物的低熔点化控制.钢液中生成低熔点SiO2--Al2O3--CaO--15%MgO系夹杂物要比生成低熔点SiO2--Al2O3--CaO系夹杂物所需的钢液Al含量高很多,这在实际生产中更容易控制.     

弹簧钢60Si2CrVA缺陷及对失效的影响

采用化学分析、断口扫描、硬度测定和金相检验方法,对铁路用弹簧钢60Si2CrVA在试用过程中出现的频繁失效断裂进行了分析.提出了几种可能导致弹簧在使用过程中发生过早失效的缺陷,例如:夹杂、脱碳、表面缺陷、异常组织等,并对这些缺陷的形成原因和对弹簧失效的影响作了分析.     

弹簧钢60Si2Mn脱碳表面的应力分析

弹簧钢60Si2Mn在热处理过程中会发生脱碳.由于脱碳会严重影响零件的使用性能,因此可采用喷丸的方法来提高零件的使用性能,喷丸在材料表面产生的残余应力是二维的.基于此,讨论了喷丸强化对脱碳表层的影响,利用X射线应力分析技术及Mises等效应力法,可测得弹簧钢60Si2Mn脱碳表层在喷丸前后的屈服强度.实验结果表明,喷丸试样的表面屈服强度比未喷丸试样的表面屈服强度有了很大的提高,这说明了喷丸可以改善脱碳零件的性能.     

60Si2CrVA弹簧钢热处理工艺及性能研究

主要研究了 60Si2 CrVA弹簧钢的热处理工艺与性能的关系 ,通过采用不同加热时间淬火和不同温度下回火实验 ,测定其硬度和机械性指标并观察其金相组织 ,从而找出该钢种最佳热处理工艺以及最佳综合机械性能并得到回火系列金相图谱 .     

Nb-V复合弹簧钢60Si2CrVAT过冷奥氏体连续冷却转变

利用DIL 805A淬火变形膨胀仪测定了提速列车用Nb-V复合微合金化弹簧钢60Si2CrVAT过冷奥氏体的连续冷却转变曲线,并结合金相-硬度法探讨了不同冷速下实验钢组织的变化,分析了Nb含量对60Si2CrVAT过冷奥氏体的连续冷却转变的影响.结果表明：Nb含量的增加,促进了高温、中温转变,且珠光体转变区间随之变宽,马氏体转变点由284.2℃降低到258.3℃;铁素体消失的冷速由0.3℃.s-1提高到0.5℃.s-1,珠光体消失的冷速由2℃.s-1提高到3℃.s-1,贝氏体消失的冷速也相应地由3℃.s-1提高到5℃.s-1,贝氏体开始出现的冷速由0.4℃.s-1提高到0.6℃.s-1,马氏体出现的冷速同为1℃.s-1.     

精炼渣对60Si2Mn弹簧钢中氧含量及夹杂物的影响

利用热力学软件FactSage 7.0计算1873K下四元渣系CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO与60Si2Mn弹簧钢平衡时的等氧线,通过渣-钢高温平衡试验,测定了不同精炼渣方案下钢中溶解氧和全氧含量,并对钢中非金属夹杂物的形貌、数量和尺寸分布进行表征。结果表明,1873K温度下,w(MgO)=6%且w(CaO)/w(Al_2O_3)=1时,钢液中溶解[O]及T[O]含量随着渣中w(SiO_2)的增大而增加,而当w(SiO_2)=30%时,随着w(CaO)/w(Al_2O_3)的增加,钢液中溶解[O]及T[O]含量分别呈降低和升高的趋势,这与钢液中SiO_2的活度有关;不同精炼渣方案得到的钢中,尺寸小于10μm的夹杂物所占比例超过87%,尺寸小于4μm的夹杂物所占比例超过50%,且单位面积夹杂物的数量与钢中T[O]含量的变化趋势一致。与试验结果对比可知,利用热力学软件FactSage 7.0计算钢中溶解氧含量是可行的。     

RH冶炼超低碳钢内部脱碳机理及控制工艺

为了研究RH真空处理过程脱碳反应速率及其影响因素,并有效地控制超低碳钢在RH真空处理过程中碳含量的变化,根据热力学、动力学原理建立了RH真空处理脱碳数学模型,通过RH真空处理脱碳数学模型研究了内部脱碳反应深度和脱碳速率之间的关系.模型计算结果表明,反应深度的变化和内部脱碳的反应速率是相对应的,采取预真空操作,提升了反应深度,淡化了前期脱碳转折点的影响,加速了前期的脱碳反应,并在RH处理后期找到了内部脱碳向表面脱碳转变的时间临界点.     

控轧控冷工艺参数对60Si2MnA线材中珠光体形态的影响

研究了60Si2MnA线材控轧控冷工艺参数对所析出的珠光体的影响.结果表明:在其他工艺参数相同的情况下,珠光体平均片层间距主要取决于吐丝到集卷过程的冷却,这一过程冷速越快,珠光体平均片层间距越小;珠光体平均片层间距随着吐丝温度或终轧温度的升高呈下降的趋势;终轧后快冷容易出现退化珠光体,并且其含量随相变区冷速的加快而明显增多;较低的终轧温度使珠光体球团直径明显减小.     

工艺参数对60Si2MnA钢高速线材相变规律的影响

通过热模拟机Gleeble-1500对终轧温度和控制冷却过程的模拟，研究了60Si2MnA钢高速线材生产的有关工艺参数，分析了终轧温度、吐丝温度及相变区冷却速度对相变温度的影响，得出其影响规律性的结论，并测定了该钢种动态连续冷却转变（CCT）曲线。     

60Si2CrVA圆柱弹簧断裂失效的原因分析

对某电梯锁紧用60Si2CrVA圆柱弹簧在安装调试过程中出现的失效断裂,结合弹簧制造的生产过程,采用原子吸收光谱、断口电镜扫描、金相检验等方法对失效断口进行了详细分析,发现可能导致该弹簧失效的几种缺陷:原材料化学成分不均匀、内部结构存在缩松、缩孔以及热处理工艺不当等,并分析这些缺陷对弹簧性能及弹簧失效造成的影响.     

超低碳钢RH冶炼脱碳过程的数学模型

在充分考虑RH平衡碳氧浓度的前提下,建立脱碳反应数学模型．以210t超低碳钢RH冶炼工艺为背景,详细给出数学模型的建立原则与过程．将模拟结果与实际测量数据进行对比发现,数学模型与实际测量数据有很好的吻合度．碳元素在钢液内存在一定的不均匀性,真空室自由液面下降管上方碳元素质量分数最小,钢渣界面处上升管右侧碳元素质量分数最大,循环20min后,二者相差0．0025％左右．     

坡道行驶工况下CVT传动比控制

针对复杂坡道行驶工况下装有无级变速器车辆动力性和经济性现有控制策略无法实现油耗最低的问题,在分析该工况动力性和经济性的需求基础上,提出了最佳匹配线控制策略,并结合发动机台架试验,建立了Matlab/Simulink整车模型.通过大量的仿真试验确定了不同坡道工况下各种传动比所对应的燃油消耗,与动力性进行合理匹配获取最佳匹配线,确定最佳传动比的控制目标.典型工况的仿真结果表明,最佳匹配线控制能够给出传动比的精确目标控制量,实现了所要求的最佳匹配.     

300M钢的脱碳行为演化及防护研究

300M钢是重要的飞机主承力结构用材. 然而, 该材料在模锻热处理过程中会出现不同程度的表面氧化和脱碳, 严重影响锻件成品率. 本文对300M钢在不同热处理条件下的脱碳行为进行了系统研究, 利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等手段表征分析了热处理后试样表层组织形貌, 并采用硬度法统计了脱碳层深度的变化情况, 阐明了300M钢在不同热处理条件下的脱碳行为演化规律, 厘清了防氧化涂层对脱碳层深度的影响. 结果表明, 300M钢在热处理过程中近表面处生成的致密氧化层对碳和氧元素的扩散具有明显的抑制作用; 碳的扩散速度与表层氧化速度在不同温度下都会有一个平衡点, 而表面防氧化剂涂层的施加则会破坏原有平衡. 微观组织分析结果显示, 300M钢表层全脱碳区为珠光体或铁素体, 半脱碳区为马氏体及析出碳化物. 本文还阐明了300M钢表层微观组织随保温时间的演化规律. 最后本文从热力学角度揭示了300M钢表层脱碳-氧化耦合机制. 本文的研究成果有望为300M钢的模锻优化工艺和热处理防护技术提供重要的数据和理论支撑.     

RH脱碳过程中极低氧钢水的碳氧反应机理

BOF+LF+RH+CC工艺路线生产IF钢,在RH脱碳前,钢水经脱氧和LF精炼后,钢中自由氧达到极低水平.根据表观脱碳速率常数的不同,这种极低氧钢水的RH脱碳可以划分为四个阶段.与传统三个阶段的RH脱碳不同的是在低速脱碳阶段和快速脱碳阶段存在一个脱碳速率介于两者之间的过渡阶段.在正规溶液模型的基础上,建立了能够准确预报钢液氧含量及顶渣FeO含量的RH脱碳模型.结果表明:在RH吹氧前,极低氧含量的钢液与顶渣之间基本不传氧;吹氧之后,钢液氧含量呈线性增加,当钢液氧势大于顶渣氧势后,钢液向顶渣传氧,渣中FeO含量上升;RH处理结束FeO含量较处理初始有所回升,但是仍处于极低水平,能够有效降低顶渣对钢液的二次氧化.     

汽车用高强度钢板现状和发展趋势

随着汽车工业的发展,新型的高强度、高性能钢板在汽车行业中得到越来越广泛的应用,这是汽车减轻重量、提高安全性的基础.本文介绍了几种高强度钢,如高强度IF钢、双相钢、相变诱发塑性钢、含磷高强度钢、马氏体钢、孪晶诱导塑性钢等的原理、性能以及开发和进展情况.     

60Si2Mn半固态非枝晶组织特征与触变性能

利用自制高熔点半固态试样制备装置,对60Si2Mn半固态试样非枝晶组织以及影响因素进行了试验研究.结果表明:60Si2Mn半固态显微组织结构的特点为近球形先析出相均匀分布于残余液相.搅拌工艺制度、搅拌功率与搅拌时间对凝固初生相形态影响显著.采取降温搅拌方式,较大搅拌功率和搅拌时间,初生组织得到了充分的细化和均匀的球化.60Si2Mn非枝晶组织形态是影响剪切变稀触变性能的主要因素.     

半固态60Si2Mn的流变应力及组织特性

以应用广泛的弹簧钢(60Si2Mn)为研究对象,利用Gleeble-1500试验机进行了单向压缩实验,对其在半固态下压缩变形过程中的力学特性及组织演变规律进行了观察及分析.实验结果表明:在液-固两相区间半固态坯料的流变应力很低,只有10MPa左右;流变应力随变形量的增加而出现应变软化现象,变形速率对其影响比较复杂.在压缩变形过程中,半固态坯料固-液两相参与塑性变形的方式是不同的,其组织形貌与变形温度、变形量和变形速率都有直接的关系.     

3-D thermo-mechanical coupled FEM simulation of continuous hot rolling process of 60SiMnA spring steel bars and rods

The 3-D thermo-mechanical coupled elasto-plastic finite element method (FEM) was used for the simulation of the twopass continuous hot rolling process of 60SiMnA spring steel bars and rods using MARC/AutoForge3.1 software. The simulated results visualize the metal flow and the dynamic evolutions of the strain, stress and temperature during the continuous hot rolling, especially inside the work-piece. It is shown that the non-uniform distributions of the strain, stress and temperature on the longitudinal and transverse sections are a distinct characteristic of the continuous hot rolling, which can be used as basic data for improving the tool design, predicting and controlling the micro-structural evolution of a bar and rod.