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40mn2钢球锻件缺陷分析及锻造工艺优化

40Mn2钢球锻件缺陷分析及锻造工艺优化

作者：周弘庆南昌航空大学

学位级别：硕士

球磨钢球作为球磨机中消耗量最大也是最为重要的零件,在冶金、矿山、电力、建筑材料等工业领域都有着重要的作用,我国每年钢球的消耗量在150万吨以上,其中锻造钢球因为其成本低、质量好、效率高的原因,大多数都采用锻造的生产方式。对... 详细信息

球磨钢球作为球磨机中消耗量最大也是最为重要的零件,在冶金、矿山、电力、建筑材料等工业领域都有着重要的作用,我国每年钢球的消耗量在150万吨以上,其中锻造钢球因为其成本低、质量好、效率高的原因,大多数都采用锻造的生产方式。对于形状较为简单的钢球生产而言,胎模自由锻因为其生产成本低而最为适合。本课题主要目的是为了解决在实际生产中的40mn2钢球出现裂纹缺陷的问题。首先对钢球成品的质量进行检测,之后对钢球的原材料进行拉伸试验和金相实验,最后再对钢球的锻造工艺进行研究分析,找到钢球裂纹的出现原因,并对锻造工艺进行优化,来达到消除钢球成品内部裂纹的目的,并对优化后的锻造工艺进行了两组模拟实验,2组实验均采用材料、形状相同的坯料,在实验参数与实际生产中相同的情况下,第一组实验采用之前的锻造工艺,第二组采用改进后的锻造工艺,对优化后锻造工艺的可行性进行对比论证。实验结果表面:(1)钢球成品的硬度,淬硬层深度都不存在问题。(2)40mn2钢球原材料的抗拉强度符合国家标准,不存在问题。(3)40mn2钢球原材料的带状组织缺陷级别较高,严重的区域已达到4级,严重影响到钢材的使用加工,是裂纹出现的主要原因。(4)锻前加热的频率过高,加热时间过短,易产生温度应力,原材料又存在严重的带状组织缺陷,容易在锻前加热的时候产生微裂纹。(5)由于锻造变形时的加载方向是与带状组织的分布方向平行,容易在变形的过程中形成微裂纹,并在之后的淬火工艺中进一步地扩大。(6)经过模拟实验验证,改变其加载方向,由之前的沿着原始棒料的轴向改为径向(与带状组织的分布方向平行),能够有效地改善消除钢球的内部裂纹,并得到性能更好的钢球锻件。本课题针对有带状组织的坯料易造成钢球锻件成品内部缺陷问题,在不改变存在严重带状组织缺陷的原材料的情况下,通过优化钢球锻造工艺,改变坯料锻造变形时的加载方向,大幅减少或消除锻造钢球的内部裂纹,大幅度提高产品合格率,给存在带状组织缺陷的钢材提供了一个可行的再利用的解决方案,避免了企业的损失。

关键词： 40mn2 钢球裂纹锻造带状组织径向加载

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非稳态浇注对40mn2钢洁净度的影响

铸造技术 2017年第7期38卷 1688-1691页

作者：李慧蓉孙立根李运刚赵国生华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063000 天津天钢联合特钢有限公司炼钢厂天津301500

某钢厂生产40mn2钢采用转炉→LF精炼→连铸工艺,但多次因钢中夹杂物而引起质量异议。本研究针对该厂当前生产工艺,系统的分析了稳态和非稳态浇注条件下中间包钢液、连铸坯的氧氮含量、显微夹杂物和大型夹杂物水平。分析结果表明:非稳态... 详细信息

某钢厂生产40mn2钢采用转炉→LF精炼→连铸工艺,但多次因钢中夹杂物而引起质量异议。本研究针对该厂当前生产工艺,系统的分析了稳态和非稳态浇注条件下中间包钢液、连铸坯的氧氮含量、显微夹杂物和大型夹杂物水平。分析结果表明:非稳态浇注条件下,钢液和铸坯的氧氮含量和夹杂物含量均明显高于稳态浇注,中间包内钢液的二次氧化和结晶器中保护渣的卷渣是限制40mn2钢洁净度的主要因素。

关键词： 40mn2 钢水洁净度非稳态浇注夹杂物

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LF工艺下40mn2钢的洁净度分析

铸造技术 2017年第6期38卷 1416-1418,1421页

作者：李慧蓉孙立根李运刚华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063000

某钢厂采用转炉→LF精炼→连铸工艺生产40mn2钢,但钢液洁净度并未达到预期水平。本研究通过示踪剂试验,系统分析了各工序中钢的氧氮含量和显微夹杂物水平。结果表明:尽管LF精炼起到了较好的夹杂物控制作用,但整个流程钢液二次氧化和卷... 详细信息

某钢厂采用转炉→LF精炼→连铸工艺生产40mn2钢,但钢液洁净度并未达到预期水平。本研究通过示踪剂试验,系统分析了各工序中钢的氧氮含量和显微夹杂物水平。结果表明:尽管LF精炼起到了较好的夹杂物控制作用,但整个流程钢液二次氧化和卷渣较为严重,而这也是钢液洁净度的主要影响因素。

关键词： 40mn2 LF工艺钢液洁净度显微夹杂物

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40mn2圆钢热顶锻开裂原因分析

福建冶金 2019年第6期48卷 38-40页

作者：文承福建省三钢(集团)有限责任公司

本文针对40mn2圆钢1/3热顶锻严重开裂问题,运用高倍显微镜、扫描电镜、能谱仪等检测设备,结合钢坯低倍酸洗,从坯到材系统分析,综合分析发现造成圆钢表面裂纹的重要原因是钢坯存在皮下裂纹、柱状晶较发达等低倍缺陷。为冶炼生产工艺优化... 详细信息

本文针对40mn2圆钢1/3热顶锻严重开裂问题,运用高倍显微镜、扫描电镜、能谱仪等检测设备,结合钢坯低倍酸洗,从坯到材系统分析,综合分析发现造成圆钢表面裂纹的重要原因是钢坯存在皮下裂纹、柱状晶较发达等低倍缺陷。为冶炼生产工艺优化提供依据,从而实现40mn2批量稳定生产。

关键词： 40mn2 热顶锻裂纹皮下裂纹

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40mn2小方坯连铸生产工艺研究

福建冶金 2019年第2期48卷 19-20页

作者：陈金福建三钢闽光股份有限责任公司炼钢厂福建三明365000

本文介绍了福建三钢5#小方坯连铸机开发圆棒40mn2的生产实践过程,对其中的关键工艺参数进行了对比试验,找出了合适的生产圆棒40mn2的小方坯连铸生产工艺参数,实现了福建三钢圆棒40mn2稳定、批量生产。

关键词： 40mn2 拉速二冷水结晶器保护渣铸坯质量

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40mn2圆钢的研制开发实践

柳钢科技 2011年第5期 16-18页

作者：陈小龙邓深技术中心

从成分设计、生产工艺流程、力学性能、金相、用户使用等方面介绍柳钢开发生产的40mn2圆钢。

关键词： 40mn2 圆钢成分性能

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40mn2圆钢的工艺质量优化

福建冶金 2018年第3期47卷 35-38页

作者：蔡常青福建三钢闽光股份有限责任公司炼钢厂福建三明365000

福建三钢闽光股份有限责任公司依据省内闽南工程机械市场的需求,通过对成分的合理设计,冶炼和精炼、连铸及轧制工艺的摸索,成功地开发了40mn2圆。在实践中发现氢对40mn2圆钢具有氢致裂纹敏感性及40mn2圆钢剪切不当时,断口会产生横裂纹,... 详细信息

福建三钢闽光股份有限责任公司依据省内闽南工程机械市场的需求,通过对成分的合理设计,冶炼和精炼、连铸及轧制工艺的摸索,成功地开发了40mn2圆。在实践中发现氢对40mn2圆钢具有氢致裂纹敏感性及40mn2圆钢剪切不当时,断口会产生横裂纹,通过试验及分析产生缺陷的原因,并采取措施加以解决,以稳定的质量抢占了闽南市场。

关键词： 40mn2 氢氢致裂纹剪切裂纹剪切温度缓冷

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40mn2锻造磨球失效分析

失效分析与预防 2015年第1期10卷 26-30页

作者：孙志鹏艾云龙周伟王家宣陈卫华南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063 江铜集团(余干)锻铸有限公司江西余干335100

利用扫描电子显微镜、能谱仪、光学金相显微镜、光谱仪等仪器,对40mn2锻造磨球以及锻造坯料进行组织分析和化学成分测定,探讨了生产过程中锻造磨球出现裂纹和心部孔洞等缺陷的主要原因。结果表明:锻造坯料中存在较严重的带状组织和缩孔... 详细信息

利用扫描电子显微镜、能谱仪、光学金相显微镜、光谱仪等仪器,对40mn2锻造磨球以及锻造坯料进行组织分析和化学成分测定,探讨了生产过程中锻造磨球出现裂纹和心部孔洞等缺陷的主要原因。结果表明:锻造坯料中存在较严重的带状组织和缩孔、夹杂等缺陷;同时锻造磨球淬火过程中热处理工艺参数不合理,形成粗大的魏氏组织;建议在冶炼过程中添加去渣剂,在轧制生产过程后增加均匀化退火处理,在锻造生产中调整加热、冷却条件以避开魏氏组织生成区域。

关键词： 40mn2 磨球显微组织失效分析缺陷

基于改进40mn2金相组织形态提高锯切性能的研究

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甘肃冶金 2023年第6期45卷 79-81页

作者：吕纪永刘荣泉刘俊常熟市龙腾特种钢有限公司江苏苏州215511

用户锯切40mn2钢时发生锯切困难,在同样锯切条件下锯条使用时长较同行标杆产品大幅降低。通过探索锯切困难的成因,提出相关改进措施,改进了金相组织形态,提高了锯切性能,达到了同行标杆的水平。

关键词： 40mn2 锯切困难硬度金相组织