检索结果-南通市图书馆

20CrMnTi钢160mm×160mm方坯内部质量控制

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钢铁 2021年第2期56卷 82-92页

作者：康吉柏王卫领罗腾飞罗森朱苗勇东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

针对20CrMnTi连铸160mm×160mm方坯严重的内部质量问题,开展结晶器电磁搅拌(M-EMS)与凝固末端电磁搅拌(F-EMS)参数协同优化试验,通过方坯凝固组织检测和碳偏析检测,详细分析电磁搅拌参数对方坯内部质量的影响规律。此外,借助红外热成像... 详细信息

针对20CrMnTi连铸160mm×160mm方坯严重的内部质量问题,开展结晶器电磁搅拌(M-EMS)与凝固末端电磁搅拌(F-EMS)参数协同优化试验,通过方坯凝固组织检测和碳偏析检测,详细分析电磁搅拌参数对方坯内部质量的影响规律。此外,借助红外热成像仪检测方坯表面温度,进而利用ANSYS软件预测方坯凝固传热过程,得到F-EMS作用区域内的液芯厚度。结果表明,方坯内弧侧与外弧侧柱状晶向等轴晶转变(CET)的起始位置分别距方坯表面约42和28mm,在M-EMS 240~260A条件下,受M-EMS电流强度的影响很小;碳元素在方坯皮下10mm内存在负偏析,然而在CET前沿富集,同时在凝固中心呈现为交替正、负偏析;凝固中心附近负偏析程度正相关于M-EMS和F-EMS强度。根据方坯低倍组织与碳偏析情况,最终确定20CrMnTi最佳的电磁搅拌参数为M-EMS 250A/4.0Hz、F-EMS 300A/7.0Hz。另外,F-EMS入口与出口处的液芯厚度分别为66.2和60.6mm,与之对应的固相率分别为86.6%和88.7%,F-EMS安装位置合理。

关键词： 20CrMnTi 碳宏观偏析结晶器电磁搅拌(M-EMS) 凝固末端电磁搅拌(F-EMS)

超声滚压20CrMnTi纳米化表面对局部腐蚀萌生行为的影响

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表面技术 2019年第8期48卷 136-143页

作者：张胜博向嵩成桃石维贵州大学材料与冶金学院贵阳550025 贵州大学高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室贵阳550025

目的研究不同静压力条件下,形变诱导纳米化表层对20CrMnTi局部腐蚀萌生行为的影响。方法采用超声滚压技术(USRP,Ultrasonic surface rolling processing)强化20CrMnTi表层,并运用激光共聚焦显微镜、EBSD与电化学方法进行表征,分别评价... 详细信息

目的研究不同静压力条件下,形变诱导纳米化表层对20CrMnTi局部腐蚀萌生行为的影响。方法采用超声滚压技术(USRP,Ultrasonic surface rolling processing)强化20CrMnTi表层,并运用激光共聚焦显微镜、EBSD与电化学方法进行表征,分别评价形变诱导纳米化表层的腐蚀行为以及局部腐蚀行为对表面应力集中状态以及微裂纹萌生行为的影响。结果在弱碱性腐蚀条件下,20CrMnTi表层经超声滚压处理后,试样的点蚀击穿电位出现显著负移。同时,随着滚压压力升高,20CrMnTi表层钝化出现了显著的滞后,致钝电流与维钝电流同步增长,并伴有钝化区间缩小。借助激光共聚焦显微镜高精度三维重构,观测到在模拟弱腐蚀环境下,20CrMnTi超声滚压表面会显现出沿滚压方向凸出的波纹状局部腐蚀纹理,随滚压压力增长,波纹界面位置局部腐蚀损伤呈现一定的加深与拓宽,具有较高的裂纹萌生风险。通过EBSD表征发现,在超高频冲击作用下,20CrMnTi表层晶粒会转化为晶粒取向随机分布的细化表层,但由于波纹两侧晶粒存在取向差异,在滚压头高频多点的冲击作用下,不同取向晶粒的细化机制存在差别,导致波纹两侧晶粒构成电位差异明显的局部腐蚀微电池,呈现较高溶解选择性。结论在超声滚压过程中,20CrMnTi表层晶粒在局部微区范围内会出现明显的细化程度差异,在电化学作用下,细化晶粒间的微区电位差异会导致表面出现选择性溶解,并在晶粒折叠界面处产生波纹状局部腐蚀坑,且伴随超声滚压压力增大,波纹状腐蚀坑会出现明显的拓宽与加深,具有较高的疲劳裂纹萌生风险。

关键词： 20CrMnTi 超声滚压微区腐蚀组织形变 EBSD 疲劳裂纹萌生

20CrMnTi材料成分波动对齿轮渗碳淬火性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2017年第8期48卷 1979-1987页

作者：张星唐进元中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

通过有限元方法,探讨材料成分波动对齿轮渗碳淬火工艺性能的影响。以20CrMnTi半轴齿轮作为研究对象,利用JMATPRO软件,根据材料的化学元素波动的最大值与最小值分别建立2组材料性能数据库;基于DEFORM-HT软件,建立适用于渗碳淬火工艺的仿... 详细信息

通过有限元方法,探讨材料成分波动对齿轮渗碳淬火工艺性能的影响。以20CrMnTi半轴齿轮作为研究对象,利用JMATPRO软件,根据材料的化学元素波动的最大值与最小值分别建立2组材料性能数据库;基于DEFORM-HT软件,建立适用于渗碳淬火工艺的仿真数学模型,并对这2组材料性能数据库下的半轴齿轮分别进行渗碳淬火工艺仿真,对比分析齿轮渗碳淬火仿真后的各项参数。研究结果表明:材料成分波动对齿轮渗碳层影响较小,对淬火后相组织分布和齿轮变形量有较大影响。

关键词： 20CrMnTi 半轴齿轮渗碳淬火仿真 DEFORM-HT软件 JMATPRO软件

基于微晶刚玉砂轮的20CrMnTi齿轮成型磨削表面完整性

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工程科学学报 2018年第3期40卷 357-365页

作者：刘谦杨理钧田欣利王龙孟凡卓装甲兵工程学院装备维修与再制造技术国防科技重点实验室

为研究微晶刚玉砂轮成型磨削20CrMnTi齿轮的表面完整性,开展了20CrMnTi齿轮成型磨削试验,分析了砂轮线速度、轴向进给速度及径向进给量对齿面粗糙度、表层/次表层显微硬度、微观组织和残余应力的影响规律,探讨了由磨削引起的磨削烧伤、... 详细信息

为研究微晶刚玉砂轮成型磨削20CrMnTi齿轮的表面完整性,开展了20CrMnTi齿轮成型磨削试验,分析了砂轮线速度、轴向进给速度及径向进给量对齿面粗糙度、表层/次表层显微硬度、微观组织和残余应力的影响规律,探讨了由磨削引起的磨削烧伤、微观裂纹等损伤缺陷的形成机理,结果表明：径向进给量对表面粗糙度的影响最显著,砂轮线速度次之,轴向进给速度最不显著;磨削温度过高会导致磨削烧伤,淬火烧伤使得表面硬度提高5%~20%,回火烧伤则导致表面硬度不同程度地下降;表层组织从外至内分别为白层、暗层和基体组织,白层主要由致密的马氏体＋碳化物＋残余奥氏体组成;砂轮线速度和径向进给量的增大使得由磨削引起的残余拉应力增大,表面残余压应力下降并逐渐向拉应力转变,当表面最终残余拉应力大于材料的断裂强度时,表面产生微观裂纹.

关键词： 20CrMnTi 微晶刚玉砂轮成型磨削表面完整性表面缺陷

20CrMnTi齿轮钢中TiN析出相对淬透性的影响

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钢铁 2021年第1期56卷 75-84页

作者：李尧成国光鲁金龙孙军黄宇北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 宝武集团广东韶关钢铁有限公司技术中心广东韶关512123 西宁特殊钢股份有限公司技术中心青海西宁810005

为了研究20CrMnTi齿轮钢中TiN析出相对淬透性的影响,以实际生产中两种具有不同淬透性特性的20CrMnTi端淬试样为基础,对试样的外围硬度进行测试,用金相显微镜观察室温组织和原奥氏体晶粒组织,用扫描电镜观察分析钢中TiN颗粒的特征,以及利... 详细信息

为了研究20CrMnTi齿轮钢中TiN析出相对淬透性的影响,以实际生产中两种具有不同淬透性特性的20CrMnTi端淬试样为基础,对试样的外围硬度进行测试,用金相显微镜观察室温组织和原奥氏体晶粒组织,用扫描电镜观察分析钢中TiN颗粒的特征,以及利用Thermo-Calc软件分析TiN的析出过程。研究结果表明,奥氏体晶粒度对淬透性有明显影响,晶粒越大,组织中马氏体的体积分数越高,硬度越高,晶粒尺寸的均匀细小化使得试样外围硬度最大差距由9.1HRC降低至3.3HRC;在固相中尽可能多地析出细小的TiN对获得细小和均匀的奥氏体晶粒有重要作用,淬透性更好的试样中TiN实际凝固析出量更小,固相析出量更大,促进晶粒细化和均匀化,获得了更均匀的外围硬度。在实际生产中,在特定的钛质量分数条件下,如何有效地抑制TiN在凝固过程中的析出是20CrMnTi齿轮钢获得窄淬透性带宽的关键。

关键词： 20CrMnTi 齿轮钢淬透性硬度奥氏体晶粒 TiN析出

一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮断裂失效分析

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热加工工艺 2023年第4期52卷 160-162页

作者：赵祥路王壮壮苏广兰殷凤仕山东理工大学机械工程学院山东淄博255049

通过金相分析、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜分析等,对一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮的断裂失效事故进行试验研究。结果表明:齿轮断裂发生在弯曲应力最大的齿根部,在渗碳层发生沿晶断裂,心部为穿晶准解理断裂。齿轮失效的原因是该20C... 详细信息

通过金相分析、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜分析等,对一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮的断裂失效事故进行试验研究。结果表明:齿轮断裂发生在弯曲应力最大的齿根部,在渗碳层发生沿晶断裂,心部为穿晶准解理断裂。齿轮失效的原因是该20CrMnTi钢齿轮尺寸大,齿轮的淬透性不足导致心部不能获得马氏体组织,而是形成了上贝氏体组织,贝氏体组织中的不连续片状碳化物分布在铁素体条间,在应力作用下促进了裂纹扩展,使齿轮最终失效。

关键词： 20CrMnTi 渗碳齿轮沿晶断裂准解理断裂上贝氏体

铌对20CrMnTi钢渗碳过程中晶粒粗化行为的影响

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材料热处理学报 2015年第1期36卷 124-131页

作者：柳洋波崔京玉佟倩王立峰首钢技术研究院北京100043

通过模拟渗碳试验,研究了Nb对齿轮钢20Cr Mn Ti晶粒粗化行为的影响。结果表明,由于析出含Nb析出相,Nb能显著提高在模拟渗碳过程中的晶粒粗化温度。晶粒粗化温度由析出相的体积分数和析出相的尺寸决定。当模拟渗碳温度较低时,时间对析出... 详细信息

通过模拟渗碳试验,研究了Nb对齿轮钢20Cr Mn Ti晶粒粗化行为的影响。结果表明,由于析出含Nb析出相,Nb能显著提高在模拟渗碳过程中的晶粒粗化温度。晶粒粗化温度由析出相的体积分数和析出相的尺寸决定。当模拟渗碳温度较低时,时间对析出相尺寸影响不明显;当渗碳温度较高时,延长时间析出相明显粗化。因此,对于Nb含量较低的试样,1 h和6 h模拟渗碳的晶粒粗化温度接近;而对于Nb含量较高的试样6 h模拟渗碳的晶粒粗化温度比1 h的低。

关键词：金属材料 20CrMnTi 晶粒粗化铌

基于改进SHPB平台的20CrMnTi平面应变动态起裂韧度实验研究

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机械强度 2018年第4期40卷 815-821页

作者：宋鹍张晓迪丁军黄霞何晓进王佳斌王路生重庆理工大学机械工程学院重庆400054 长安汽车股份有限公司汽车工程研究总院重庆401120

为获得20Cr Mn Ti动态起裂韧度,利用改进式霍普金森压杆对三点弯曲试样施加冲击载荷,通过弹簧质量模型确定动态应力强度因子随时间的变化规律,采用应变片监测裂纹起裂时刻。通过上述实验过程得到20Cr Mn Ti在平面应变条件下I型裂纹扩展... 详细信息

为获得20Cr Mn Ti动态起裂韧度,利用改进式霍普金森压杆对三点弯曲试样施加冲击载荷,通过弹簧质量模型确定动态应力强度因子随时间的变化规律,采用应变片监测裂纹起裂时刻。通过上述实验过程得到20Cr Mn Ti在平面应变条件下I型裂纹扩展动态起裂韧度。实验过程中,利用波形整形技术有效抑制了应力波传播过程中由横向惯性效应引发的几何弥散畸变,保证了测点处应力波信号与加载点应力波的一致性;利用高速摄像系统跟踪动态断裂过程,并结合GOM Correlate软件对加载过程中试样表面应变场的变化进行分析,观察到裂纹起裂前试样已达到动态应力平衡状态,验证了实验方案和测试结果的有效性。实验结果表明,20Cr Mn Ti动态起裂韧度随着加载率的增加而增大,呈现出明显的加载率敏感性。

关键词： 20CrMnTi 霍普金森压杆弹簧质量模型高速摄像系统 GOM Correlate 动态起裂韧度

20CrMnTi材料微观组织调控和性能研究

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20CrMnTi材料微观组织调控和性能研究

作者：门忠文北京交通大学

学位级别：硕士

20CrMnTi是一种性能良好的低碳合金钢,热处理后常作为齿轮、轴类等关键零部件。众所周知,微观组织调控是提高材料力学性能的一种有效途径。本论文用膨胀石墨(EG)和20CrMnTi球磨粉料,通过热压烧结方法制备了20CrMnTi改性材料。通过在20Cr... 详细信息

20CrMnTi是一种性能良好的低碳合金钢,热处理后常作为齿轮、轴类等关键零部件。众所周知,微观组织调控是提高材料力学性能的一种有效途径。本论文用膨胀石墨(EG)和20CrMnTi球磨粉料,通过热压烧结方法制备了20CrMnTi改性材料。通过在20CrMnTi基体中添加适量EG来调控微观组织,形成珠光体和先共析渗碳体组织,从而提高材料的力学性能和磨损性能。本论文研究了高能球磨时间(1-10 h)对球磨后粉料颗粒尺寸以及EG含量(0-2 wt.%)对改性后20CrMnTi材料的微观组织和性能的影响,确定了材料的组织与性能关系,揭示了材料强化和耐磨损机制。研究结果表明:(1)采用高能球磨技术,按照球料比为20:1、转速为300 r/min,在真空罐中球磨10 h后,获得了混合均匀、超细的EG/20CrMnTi混合料。将球磨后粉料在1250℃,Ar气氛保护下,无压烧结10 min;随后在1150℃,30 MPa压力,热压烧结30 min,获得了致密的20CrMnTi材料。(2)研究发现,添加1 wt.%EG烧结后的20CrMnTi材料(标记为1 wt.%EG-20CrMnTi)综合力学性能最佳,其维氏硬度达到了4.72 GPa,拉伸强度达到了1088MPa。与未添加EG的20CrMnTi材料(标记为纯20CrMnTi)相比,硬度和拉伸强度分别提高了28.3%和104.9%。另外,1 wt.%EG-20CrMnTi材料的摩擦磨损性能最好,在100 N高载荷下,其摩擦系数为0.51,耐磨性高达4280 cm。与纯20CrMnTi材料相比,摩擦系数降低了30.1%,耐磨性提高了476.8%。(3)1 wt.%EG-20CrMnTi材料微观组织由细化的层状珠光体和渗碳体构成。断口微观组织显示,纯20CrMnTi材料的断裂模式主要是塑性断裂,而1 wt.%EG-20CrMnTi材料断裂由塑性和脆性两种模式构成。细化的层状珠光体和渗碳体协同作用提高了材料的硬度和强度,而高硬度和高强度是提高材料耐磨损性能的主要原因。

关键词： 20CrMnTi 膨胀石墨微观组织调整力学性能摩擦磨损性能