ZG40CrMo钢材质的研制
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zg40cr25ni20si2耐热钢铸件铬镍合金热处理工装整体铸造工艺ZG40Cr25Ni20Si2是一种耐热铬镍合金铸件材料,其主要成分包括约25%的铬(Cr)、20%的镍(Ni)以及2%的硅(Si),具有优良的高温抗氧化性、抗渗碳性和一定的耐腐蚀性能。
这种材料适用于制造需要在高温环境下长期稳定工作的工装部件,如炉内支撑梁、炉底板、耐热钢垫块、下料管、排渣管等。
整体铸造工艺流程大致如下:1. 熔炼与配料:-根据ZG40Cr25Ni20Si2的化学成分要求,进行精确的原材料准备和合金元素配比。
-采用中频感应电炉或其他先进熔炼设备对铁水进行冶炼,确保熔体纯净度高,合金元素均匀分布。
2. 浇注前准备:-制作合适的砂型或金属型腔,保证铸件形状准确,内部结构合理。
-对模具进行预热处理,减少铸件冷却时的热应力,并防止模具吸潮导致的缺陷。
3. 浇注成型:-在严格控制温度的情况下将熔融的合金液浇入型腔中,通过合理的浇注系统设计,确保合金液流动平稳且充满整个型腔,避免出现缩孔、气孔等铸造缺陷。
4. 凝固与冷却:-铸件在型腔中逐渐冷却并凝固,期间可能采取适当的冷却速率调控措施以优化铸件微观组织和力学性能。
5. 热处理工序:-铸件凝固后通常需要进行退火、正火或淬火+回火等热处理过程,以消除铸造应力、细化晶粒、改善机械性能和提高耐热稳定性。
6. 后续处理:-热处理完成后,根据需要进行精加工,如机加工、打磨抛光等,使铸件达到最终使用的技术要求和表面质量标准。
7. 检验验收:-完成以上所有步骤后,对铸件进行无损检测(如超声波探伤、磁粉探伤等)及金相组织分析,确认其内在质量和表面完整性符合规定标准。
总之,ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢铸件的整体铸造工艺涉及到从原料选择到成品检验的多个环节,每个环节都需要精细化管理与控制,以确保铸件在高温环境下的优异性能和长寿命使用。
40CrNiMo钢硬态切削过程及表面形貌研究的开题报告一、选题背景随着工业化的快速发展,高强度、高韧性和高耐磨性的材料需求在不断提高。
40CrNiMo钢作为一种优质的合金结构钢,其材料性能被广泛应用于大型机械制造、船舶制造、航空航天、核能及石油化工等领域。
切削是40CrNiMo钢加工的一种重要工艺,其切削加工质量和效率直接影响着工件的成品率和成本。
因此,研究40CrNiMo钢硬态切削过程及表面形貌,优化切削参数和提高加工质量,具有重要的应用价值和理论意义。
二、研究内容与目的本研究旨在通过对40CrNiMo钢硬态切削加工的实验研究,探究切削参数对加工表面形貌和加工效率的影响,并借助现代加工技术和分析手段,分析加工过程中形成的切屑、热影响区等影响加工质量的因素,并提出相应的优化措施和建议。
具体研究内容包括:1. 利用数控车床对40CrNiMo钢硬态进行切削加工,得到切削力、表面形貌等数据。
2. 分析切削过程中形成的切屑、热影响区等对加工质量的影响。
3. 探究切削参数对加工效率、表面质量的影响规律。
4. 提出相应的优化措施和建议,以提高加工质量和效率。
三、研究方法与进度计划1. 实验:通过数控车床的切削过程实验,获取切削力、表面形貌等数据。
2. 数据分析:通过对实验数据的搜集和统计分析,分析切削过程中,切削参数、切削力等对加工表面质量的影响。
3. 文献综述:通过查阅相关文献,分析40CrNiMo钢硬态的机械性能和加工特点等,为实验设计和数据分析提供理论依据和参考。
4. 进度计划:第一周:了解选题,查阅相关文献,制定实验计划。
第二周:进行实验,获取切削力、表面形貌等数据。
第三周:对实验数据进行分析和处理,得出初步结论。
第四周:撰写开题报告,并进行讨论和改进。
调整实验计划和研究方法。
四、预期研究成果本研究预期在探究40CrNiMo钢硬态切削过程及表面形貌,优化切削参数和提高加工质量方面,取得一定的研究成果。
20crmo与40crmo热处理后表面硬度概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在研究比较20crmo和40crmo两种材料在热处理后的表面硬度差异。
20crmo和40crmo是两种常见的合金钢材料,广泛应用于机械制造领域。
热处理是一种重要的工艺,可显著改善材料的物理性能,包括硬度。
通过对这两种材料进行热处理后的表面硬度测试和分析,可以更好地理解不同合金钢材料的性能差异,并为进一步探索其影响因素提供科学依据。
1.2 文章结构本文共分为5个部分:引言、20crmo热处理后表面硬度、40crmo热处理后表面硬度、20crmo与40crmo热处理后表面硬度对比分析以及结论。
首先,在引言部分简要介绍了文章的背景和目标,并提供了全文章节结构的概述。
1.3 目的本文的主要目的是通过对20crmo和40crmo两种合金钢材料进行热处理后表面硬度测试和分析,比较它们之间可能存在的差异。
具体目标包括:探讨热处理过程对表面硬度的影响、介绍常用的表面硬度测试方法、分析20crmo和40crmo热处理后表面硬度的测试结果,并通过比较分析,揭示两者之间的差异。
通过这些研究结果,可以更好地理解不同合金钢材料在热处理后的性能差异,并为相关领域的工程应用提供参考依据。
以上为该文中“1. 引言”部分的详细内容。
2. 20crmo热处理后表面硬度:2.1 热处理过程:20crmo是一种低合金结构钢,具有一定的耐高温性能。
在进行热处理前,首先需要将材料进行预热处理,将其加热至适当的温度范围内,通常采用淬火或正火工艺。
在淬火过程中,将材料迅速冷却以增加其硬度。
而在正火过程中,则是通过缓慢降温来达到硬化效果。
2.2 表面硬度测试方法:测量20crmo热处理后的表面硬度可以采用常见的方法如洛氏硬度测试、维氏硬度测试和布氏硬度测试等,在不同情况下选择合适的方法进行测量。
其中洛氏硬度测试广泛应用于金属材料的硬化程度评估,并且具有较高的精确性和可重复性。
40crmo课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握40CrMo合金钢的化学成分、力学性能及特点。
2. 学生能了解40CrMo合金钢在工程领域的应用,并掌握其使用范围。
3. 学生掌握金属材料的分类、性能及选用原则,特别是合金钢的相关知识。
技能目标:1. 学生能通过实验和观察,分析40CrMo合金钢的性质,提高实验操作能力。
2. 学生能运用所学知识,解决实际工程问题,如选择合适的材料、设计简单的机械结构等。
3. 学生具备查阅资料、分析数据、总结报告的能力,提高信息处理和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习,培养对金属材料及工程领域的兴趣,提高学习积极性。
2. 学生在学习过程中,树立正确的价值观,认识到材料科学在国民经济和国家安全中的重要性。
3. 学生在团队合作中,学会尊重他人、沟通协作,培养良好的团队精神和职业素养。
课程性质:本课程为金属材料领域的专业知识课程,旨在帮助学生了解合金钢的性能及应用,提高实践操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点:学生为高中二年级学生,具有一定的物理和化学基础,对金属材料有一定的了解,但缺乏深入的认识。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,采用启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践能力和综合素质。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 40CrMo合金钢的化学成分与性能特点:包括合金元素的作用,力学性能指标,耐热、耐蚀性能等。
相关教材章节:第二章第二节“合金钢的化学成分与性能”。
2. 40CrMo合金钢的应用领域:介绍40CrMo合金钢在航空、汽车、机械制造等领域的应用实例。
相关教材章节:第二章第四节“合金钢的应用”。
3. 金属材料的分类、性能及选用原则:分析各类金属材料的性能特点,探讨选用原则。
相关教材章节:第一章“金属材料的分类及性能”,第三章“金属材料的选用原则”。
4. 实践操作:组织学生进行40CrMo合金钢的性能测试实验,观察并分析实验结果。
40crmo淬火硬度
摘要:
I.40crmo钢的基本信息
A.40crmo钢的定义
B.40crmo钢的特性
II.40crmo钢的淬火过程
A.淬火的定义和目的
B.40crmo钢淬火的过程和步骤
III.40crmo钢淬火后的硬度
A.淬火硬度的定义
B.40crmo钢淬火后的硬度范围
C.40crmo钢硬度的影响因素
IV.40crmo钢淬火硬度的应用
A.在机械制造中的应用
B.在工具制造中的应用
C.在汽车制造中的应用
正文:
40crmo钢是一种高强度、高韧性的合金结构钢,广泛应用于各种工程机械、汽车、船舶等制造业。
其淬火硬度是衡量其性能的重要指标。
淬火是40crmo钢提高硬度的主要手段。
淬火是通过将40crmo钢加热到某一温度,保温一段时间后,再冷却到室温的一种热处理工艺。
其目的是提高
钢的硬度、强度和耐磨性。
40crmo钢淬火后的硬度一般在50-60HRC之间。
其硬度受淬火加热温度、保温时间、冷却速度等因素影响。
当这些因素合理设置时,40crmo钢可以获得理想的硬度。
40crmo钢淬火硬度在各种领域都有广泛应用。
在机械制造中,高硬度的40crmo钢可以提高零件的耐磨性和使用寿命;在工具制造中,40crmo钢的淬火硬度使其成为制造切削刀具的理想材料;在汽车制造中,40crmo钢的淬火硬度可以提高汽车零部件的强度和耐磨性。
zg35crmo钢热处理工艺研究zg35crmo钢是一种常用的工程结构钢,具有优良的力学性能和耐高温性能,广泛应用于船舶、化工、石油、机械等行业。
热处理是提高钢材性能的重要方法之一,因此对于zg35crmo钢的热处理工艺进行深入研究具有重要意义。
本文将围绕着zg35crmo钢的热处理工艺展开探讨,以期为相关领域的研究和应用提供一定的参考。
一、引言随着工程技术的不断发展,对材料性能的要求也越来越高。
zg35crmo钢作为一种常用的工程结构钢,在各个领域都得到了广泛的应用。
然而,原始的钢材性能并不能完全满足实际需求,因此需要通过热处理工艺来改善钢材的性能。
二、热处理工艺的分类热处理工艺主要包括退火、淬火、回火等几种常见的方法。
退火是将钢材加热至一定温度,然后缓慢冷却,以消除内部应力并改善钢材的塑性和韧性。
淬火是将钢材加热至临界温度并迅速冷却,使其形成马氏体组织,从而提高钢材的硬度和强度。
回火是将淬火后的钢材加热至较低温度,然后进行缓慢冷却,以减轻淬火产生的脆性,提高钢材的韧性。
三、zg35crmo钢的热处理工艺研究1. 退火工艺研究退火工艺是改善钢材塑性和韧性的常用方法。
在研究zg35crmo钢的退火工艺时,首先需要确定合适的退火温度和保温时间。
通过对不同温度和时间的退火实验,可以确定最佳的退火工艺参数,以达到最佳的力学性能。
2. 淬火工艺研究淬火是提高钢材硬度和强度的重要方法。
在研究zg35crmo钢的淬火工艺时,需要确定合适的淬火温度和冷却介质。
通过对不同温度和介质的淬火实验,可以确定最佳的淬火工艺参数,以达到最佳的力学性能。
3. 回火工艺研究回火是减轻淬火产生脆性的常用方法。
在研究zg35crmo钢的回火工艺时,需要确定合适的回火温度和时间。
通过对不同温度和时间的回火实验,可以确定最佳的回火工艺参数,以达到最佳的力学性能。
四、热处理工艺的优化在研究zg35crmo钢的热处理工艺时,不仅要考虑单一工艺的优化,还要考虑不同工艺的组合。
铬钼合金钢牌号铬钼合金钢是一种具有较高强度、硬度和耐热性能的钢材。
它在许多工业领域中被广泛应用,如航空航天、汽车制造、机械制造等。
本文将介绍几种常见的铬钼合金钢牌号及其相关参考内容。
1. 40CrMoV4-640CrMoV4-6是一种低合金铬钼钢,具有较高的强度、韧性和韧性。
该材料通常用于制造需要高强度和耐磨性的零件,如发动机曲轴、传动轴等。
参考标准:EN 10269:1999。
2. 42CrMo442CrMo4是一种中碳合金钢,具有较高的硬度和韧性。
该材料常用于制造需要高强度和耐磨性的零件,如齿轮、轴、链条等。
参考标准:EN 10083-3:2006。
3. 50CrMo450CrMo4是一种中碳合金钢,具有较高的强度和韧性。
该材料常用于制造需要高强度和耐磨性的零件,如轴、齿轮等。
参考标准:EN 10083-3:2006。
4. 15CrMoV615CrMoV6是一种高合金铬钼钢,具有较高的强度、硬度和耐热性能。
该材料常用于制造需要高强度和耐磨性的零件,如汽车发动机的活塞杆、气缸等。
参考标准:EN 10269:1999。
5. 25CrMo425CrMo4是一种低合金铬钼钢,具有较高的强度、韧性和耐热性能。
该材料常用于制造需要高强度和耐磨性的零件,如汽车发动机的底盘、齿轮等。
参考标准:EN 10083-3:2006。
以上是几种常见的铬钼合金钢牌号及其相关参考内容,这些牌号的选择对于特定的应用具有重要意义。
在材料设计的过程中,需要考虑到材料的强度、硬度、韧性、耐磨性等性能要求,并参考相应标准来选择合适的铬钼合金钢。
同时,制造过程中的热处理也是关键,可以通过淬火、回火等方式来提高材料的性能。
这些信息可帮助工程师和设计师在材料选择和制造过程中做出正确的决策,以确保最终产品满足要求并提供可靠的性能。
ZG40Cr25Ni20耐热钢喷燃器的研制
饶志忠
【期刊名称】《机械工人:热加工》
【年(卷),期】2002(000)011
【摘要】喷燃器(亦称火嘴)是火电厂锅炉燃烧设备的主要组成部分,其作用是:将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并组织一定的气流结构,使燃料能迅速稳定着火;及时供应空气,使燃料和空气充分混合,达到完全燃烧;保证锅炉的安全、经济运行。
喷燃器的工作况特点是:在900~1200℃高温氧化磨损的环境中长期使用,应具有良好的抗高温氧化腐蚀性能、抗煤粉冲刷磨损性能,同时还应该有足够的高温强度和稳定的金相组织,以抵抗高温环境中的严重变形或开裂。
【总页数】2页(P70-71)
【作者】饶志忠
【作者单位】漳平电厂电力修造厂,福建364400
【正文语种】中文
【中图分类】TM621.2
【相关文献】
1.军用高超飞行器超燃燃烧室悬臂斜坡喷注器喷注方式优化 [J], 王政;张涵;龙振国;王建军
2.火电厂锅炉耐热钢喷燃器的研制 [J], 饶志忠
3.高铬稀土钢喷燃器火嘴的研制 [J], 寇生瑞
4.日本研制出涂敷陶瓷薄膜的耐磨燃油喷燃器喷嘴 [J], 王树增
5.高温耐热铁基合金锅炉喷燃器火咀的研制 [J], 寇生瑞;寇江民
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42CrMo442CrMo4圆钢合金结构钢:42CrMo4(1.7225)执行标准:EN 10083/3-2006,美国AISI标准4140钢改良品种,该钢加工性良好,易抛光,易咬花,可电镀。
●特性及适用范围:强度、淬透性高,韧性好,淬火时变形小,高温时有高的蠕变强度和持久强度。
用于制造要求较35CrMo钢强度更高和调质截面更大的锻件,如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹,也可用于2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具等。
①适用于一体成型电器、电子模具。
②塑胶模具,模座。
●化学成份:碳 C :0.38~0.45硅Si:≤0.40锰Mn:0.60~0.90硫S :允许残余含量≤0.035磷P :允许残余含量≤0.035铬Cr:0.90~1.20镍Ni:允许残余含量≤0.030铜Cu:允许残余含量≤0.030钼Mo:0.15~0.30●力学性能:抗拉强度σb (MPa):≥1080(110)屈服强度σs (MPa):≥930(95)伸长率δ5 (%):≥12断面收缩率ψ (%):≥45冲击功Akv (J):≥63冲击韧性值αkv(J/cm2):≥78(8)硬度:≤217HB试样尺寸:试样毛坯尺寸为25mm●热处理规范及金相组织:热处理规范:淬火850℃,油冷;回火560℃,水冷、油冷。
金相组织:回火索氏体。
●交货状态:以热处理(正火、退火或高温回火)或不热处理状态交货,交货状态应在合同中注明。
42CrMo弹性模量206GPa左右密度用来计算理论重量,普通合金钢都是7.85 如果是不锈钢的话乘0.989的系数。
zg42crmo标准(一)
ZG42CrMo标准
介绍
•ZG42CrMo标准是一种常见的钢材标准,其中”ZG”表示铸钢,“42CrMo”表示其化学成分的主要含量。
•这种钢材具有高强度、高硬度和良好的磨削性能,因此在许多工业领域被广泛应用。
•本文将介绍ZG42CrMo标准的相关信息,包括化学成分、力学性能以及应用领域等。
化学成分
•碳(C):%
•硅(Si):%
•锰(Mn):%
•磷(P):≤%
•硫(S):≤%
•铬(Cr):%
•钼(Mo):%
力学性能
•屈服强度:≥930 MPa
•抗拉强度:≥1080 MPa
•延伸率:≥12%
•冲击韧性:≥35 J/cm²
应用领域
•ZG42CrMo标准的钢材常用于制造强度要求较高、承载力大的零部件,如机械设备的齿轮、轴、连杆等。
•该材料由于其良好的耐磨性和高温强度,也广泛应用于液压机械、矿山设备和汽车工业等领域。
•此外,ZG42CrMo标准的钢材还常被用于制造工程机械、船舶和航空器等领域的部件。
总结
•ZG42CrMo标准的钢材具有优异的力学性能和耐磨性,因此在许多重要的工业领域中得到了广泛应用。
•了解和掌握ZG42CrMo标准对于相关行业的专业人士来说是必要的,它将指导材料的选用和加工工艺。
•随着科技的进步和工业的发展,我们对材料的要求越来越高,持续研究和优化ZG42CrMo标准将有助于满足不同行业的需求。
- 1 - ZG40CrMo钢材质的研制 摘要:严格控制化学成分、冶炼、造型及热处理工艺生产的ZG40CrMo钢件,经金相物理检验,其金相组织为:细针状马氏体+回火索氏体(约20%)+少量残余奥氏体;机械性能为:冲击韧度ak33.25 J/cm2;抗拉强度σb362.24N/ mm2;硬度HBS平均为332,均达到或优于国内先进水平。 关键词:ZG40CrMo钢 造型 冶炼 热处理 ZG40CrMo钢因其优良的使用性能及较丰厚的利润回报,引起了国内许多科研机构、大专院校及生产厂家的浓厚兴趣。据报导目前对该材质进行深入研究的科研机构有西安交大、西北大学、昆明理工大学等院校,且达到了较高的水平。生产厂家有衡阳冶金机械厂、山东冶金机械厂、昆明冶金机械厂等厂家,且独自具有一套较成熟的生产经验。 ZG40CrMo钢属中合金钢。其化学成分(%)为:C0.35~0.45,Si0.17~0.45,Mn0.5~0.8,Cr0.8~1.10,Mo0.2~0.3,S、P≤0.04。ZG40CrMo钢由于较低的合金比、优良的淬透性、较高的强度及良好的耐腐蚀性能,在我国冶金矿山、建材水泥、化工、核工业、炼铁高炉宽粉等行业得到了广泛应用,具有很大的市场需求量,主要用于制造强度要求较高或调质断面的锻件,如机车牵引用的大齿轮、后轴、弹簧、发动机气缸等。 我厂于2003年展开了对ZG40CrMo钢的研制工作,经各方调研、技术经济论证、方案设计及对现有设备实施技术改造,于2003年9月8日、11月6日、12月3日,先后进行了多次生产实验,经不断总结经验、完善工艺,成功研制出了各项性能指标均达到或超过国内先进水平的ZG40CrMo钢,并于12月投入采区现场进行工业性试验。
一.试验的各工序过程控制: 1.化学成分控制(%): (1)碳(C):超过共析成分后与Cr、Mn、Mo等合金元素形成的碳化物固溶于铁素体中强化基体,使钢的强度和硬度大幅度提高,从而提高钢的耐磨性,但C过高则韧度降低,因此不能单纯增加碳量来获得高强度和硬度,控制为0.35~0.45。 (2)硅(Si):固溶于铁素体和奥氏体中,有明显的强化作用,Si降低C在奥氏体中的溶解度,促使碳化物析出,提高强度和硬度。Si和O的亲和力仅次于Al和Ti,而强于Mn、Cr、V,是很好的还原剂和脱氧剂,可提高钢的致密度,但过高将显著降低钢的塑性和韧度,控制为0.17~0.45。 (3)锰(Mn):强烈增加钢的淬透性,这对生产中采用空冷淬火极为有利,淬火后得到马氏体组织。Mn还起到脱氧剂和脱硫剂的作用,可净化钢液,但过高会促使晶粒粗大,控制为0.5~0.8。 (4)铬(Cr):是碳化物形成元素,Cr溶于奥氏体中强化基体且不降低韧度,推迟过冷奥氏体转变,增加钢的淬透性,Cr使钢的强度和硬度明显提高,此外Cr能细化晶粒,提高回火稳定性,控制为0.8~1.10。 (5)钼(Mo):在钢中主要作用是提高淬透性,细化晶粒,改善碳化物的形态和分布,防止回火脆性,与Cr同时加入可改善冲击韧度,控制为0.2~0.3。 2.造型工艺: 本次试验所选用的工件是本公司露天矿牙轮钻导套。简图图1所示。为确定最佳造型工艺,本次试验分别采用了消失模和砂型两种造型方法进行对比试验。 (1)消失模造型:采用大头(B面)在下,小头(A面)朝上并加高补缩的埋砂造型工艺; (2)砂型造型:采用大头(B面)在下,小头(A面)朝上并加高补缩的明浇底注工艺。 - 2 -
3.冶炼工艺(中频感应电炉熔炼,每炉以500Kg配料): 中频感应电炉是目前铸造行业最先进,同时也是应用最广泛的冶炼设备,由于它的强磁力搅拌作用,因此,冶炼钢液能够最大程度地实现"温度起伏"、"浓度起伏"和"成分起伏",从而为本次试验工作获得成分均匀,洁净的高质量钢液提供了最有利的保障。
(1)加料:加入废钢、钼铁后通电熔化,在开始通电的6-8分钟内供给60%的功率,待电流冲击停止后,逐渐将功率开至最大,随时注意捣料,防止炉料"搭桥"并继续添加炉料。 (2)造渣:炉料熔清后,加入造渣材料(石 灰:萤石=2:1),石灰5Kg,荧石2.5Kg造渣覆盖钢液,渣料加入量为总装量的1-1.5%。 (3)取样扒渣:炉料熔清后,取样分析C、S、P、Mo、Si、Mn,P∠0.02%,并将预热的铬铁及造渣材料加入炉内,渣料熔清后将功率降到40-50%,倾炉扒渣,另造新渣。 (4)脱氧:渣料化清后,加入(石灰粉:铝线=1:2)石灰0.3 Kg,铝线0.6 Kg进行扩散脱氧,脱氧过程中可用石灰粉和萤石粉调整炉渣粘度,同时在钢液温度达到1560℃(热电耦)以上时,扒除大部分炉渣,加入锰铁和造渣材料。 (5)测温:测量钢液温度,要求出钢温度 在1610-1630℃(热电耦),并作圆杯试样,检查钢液脱氧情况。 (6)加硅铁:出炉前5-10分钟加入硅铁, 加入量按规定下限配入,并根据试样1调整化学成分。 (7)出钢:钢液温度符合要求,圆杯试样收缩良好时,停电出钢,在钢包中加入稀土硅0.4kg进行孕育处理,插铝线(0.8Kg/t)0.5Kg进行终脱氧,最后加入覆盖剂,防止钢液氧化,并作成品分析。 (8)浇注:钢液在包内镇静3-5分钟后进 行浇注,要求浇注温度为1530-1550℃(热电耦)。
4.热处理工艺: - 3 -
注:(1)装炉温度<200℃。 (2)各铸件之间留有一定空间,以保证铸件受热均匀。 (3)保温时间按铸件最厚处计算。 (4)淬火油采用20#机油,油量应不少于工件重量的10倍。 (5)应防止淬火油中溶解气体,严格控制油中含水量,否则影响淬火件质量和发生火灾。 ◇ 淬火液的选择: 根据热处理工艺所要求的升温速度,保温温度,冷却速度及铸件所要求达到的强度,硬度,耐磨、耐蚀性,本次试验我们选用了20#机械油。 5.安装吊把的焊接工艺: 40CrMo为中碳低合金结构钢,碳当量大于0.30,焊接难度较大,焊接裂纹是需要解决的主要问题,为此我们采用了手工电弧工艺,并通过1)40CrMo合金结构钢导套用J507焊条,直流反接,焊前400℃预热,焊道层间温度>200℃,分段对称退焊工艺。2)为尽量减小变形,采用焊后保温300℃随炉缓冷,未发现裂纹再进行600℃5~6h的时效处理,完成安装吊把的焊接。 二.试验结果及分析: 1.铸件常见缺陷:ZG40CrMo属多元低合金钢,其主要特点是具有较大的收缩,由此特点决定,铸件产生热裂纹、缩孔、缩松等缺陷。 ◇ 原因分析:
1)热裂纹产生的原因:(1)铸件材质为多元低合金钢时,含有多元合金元素,淬透性好,但焊接性能差,缺口敏感性高,导热性差,倾向于中间凝固方式结晶,容易产生较大应力;(2)几何热节上设置模数大的冒口后,铸件与冒口连接处产生工艺热节,其模数是几何热节的1.5倍。内浇道直通冒口根部,充型时合金液最后由此进入冒口,该处形成逆向温差,使其温度梯度分布更不合理。热节下部温度梯度大,促使合金以顺序方式凝固,补缩良好,组织致密;工艺热节部位温度梯度小,促使合金以糊状方式凝固,产生两方面的负面效应。其一,液态金属过冷度很小,容易发展成为树枝发达的、粗大的等轴晶组织,高温强度低、粗大等轴晶过早地连成骨架,尚未凝固的液态金属分割成多个互不沟通的熔池,最后形成分散的缩松。其二,工艺热节是最后凝固的部位,凝固区域较其它部位存在较大的温差,产生很大的热应力晶粒架是应力集中点,产生集中应变,容易开裂。残余液相又无力填补愈合裂缝,裂缝在随后的凝固过程中不断扩展。(3)凝固方式和凝固速度的差异会对夹杂物的数量和分布造成影响,多数不溶于金属液夹杂物,在合金液充满型腔后,开始上浮,在上浮过程中碰撞聚合,尺寸加大,最后停留在铸件上部,部分进入冒口,冒口中心夹杂物一部分随着补缩液的流动回到热节区,使热节区的夹杂物数量增多。凝固时,由于晶粒骨架的阻碍作用,使夹杂物在枝晶间聚集,使夹杂物尺寸增大,强度和韧性急剧下降。由于夹杂物引起较高的应力集中,尤其聚集分布时,往往会使产生的应力集中相互叠加 ,产生裂纹源,裂纹源一旦出现将会因高强度材料的敏感性大而使裂纹迅速扩展。(4)铸件未采用完全退火后热割冒口,使铸件产生应力和组织转变而产生热裂纹。 2) 缩孔、缩松产生的原因:经试验验证无论消失模或砂型铸造,均在靠近冒口附近局部区域产生不同程度的缩孔、缩松,究其原因,皆由于ZG40CrMo属多元低合金钢收缩大所致,为此在浇冒系统设计上应保证建立良好的逐渐递增的温度梯度及形成合理的顺序凝固方式。浇注时,冒口钢液至1/3时,点浇冒口,并加发热覆盖剂。 2.金相物理试验: 本次试验所采用试块与铸件为同炉浇注,同炉热处理,其有关试验结果如下:(注铸态试样编号1#,调质试样编号为2#)。 1)布氏硬度(HBS)(由HBSX-0.5型布氏硬度计测得)。 (1)1# 试样布氏硬度见表1:
表1:1# 试样布氏硬度 - 4 -
压痕直径 2.86 2.94 2.92 2.86 2.73 2.85 2.89 2.72
对应HBS 317 297 305 331 397 336 317 align=center>404 由表1看出, 1# 试样HBS平均为338。
(2)2# 试样布氏硬度见表2: 表2: 2# 试样布氏硬度
压痕直径 2.86 2.86 2.85 2.79 2.89 2.87 2.88 2.81 对应HBS 331 331 336 336 317.5 326.5 322 356 由表2看出, 2# 试样HBS平均为332。
2)冲击韧性(通过JB30A型冲击试验机试验)。 (1)1# 试样: 测得 S=8.86×10.18=0.90cm2; 试验得 Ak=1.68kg.cm; 计算得α=18.2J/cm2。
(2)2# 试样: 测得 S= 8.72×10.26=0.89cm2; 试验得 Ak=3.02 kg.cm; 计算得α=33.25 J/cm2。
3)抗拉强度(通过WE-60型液压式万能材料试验机试验)。 (1)1# 试样: 测得直径 d=14.32mm; 计算得: S=πd2/4=3.14×14.322/4=160.97mm2; 规定标距 l0=70mm; 试验得拉伸力 F=5.95J 拉伸后标距 l=70.79mm; 计算得△l=l-l0=0.79mm 计算延伸率: δ%= △l/l0×100%=0.79/70×100%=1.13% 计算抗拉强度: δb=F/S=5.95J/160.97mm2 =362.24N/ mm2
(2)2# 试样: