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9310钢的CCT曲线测定与分析

材料热处理学报 2023年第7期44卷 166-173页

作者：邓为豪王杰蒲欢贾雪梅杨眉西南石油大学新能源与材料学院四川成都610500 长沙理工大学材料科学与工程学院湖南长沙410082 中国石油西南油气田公司工程技术研究院四川德阳618000

通过Formastor-F‖相变仪测试了9310钢在不同冷却速度下的膨胀曲线,并绘制其连续冷却转变曲线(CCT曲线);以CCT曲线为基础,结合光学显微镜、扫描电镜(SEM)及维氏硬度计等分析了不同冷却速度对实验钢组织转变的影响。结果表明:当冷却速度... 详细信息

通过Formastor-F‖相变仪测试了9310钢在不同冷却速度下的膨胀曲线,并绘制其连续冷却转变曲线(CCT曲线);以CCT曲线为基础,结合光学显微镜、扫描电镜(SEM)及维氏硬度计等分析了不同冷却速度对实验钢组织转变的影响。结果表明:当冷却速度为0.05~1℃/s时,随着冷却速度的提高,铁素体转变逐渐过渡为贝氏体转变;当冷却速度为5℃/s时,只发生贝氏体转变;当冷却速度为10~20℃/s时,贝氏体转变逐渐向马氏体转变过渡。当冷却速度从0.05℃/s增加到5℃/s时,9310实验钢的维氏硬度迅速增加;当冷却速度提高至10℃/s及以上,维氏硬度稳定在约410 HV0.5。

关键词： 9310钢连续冷却 CCT曲线显微组织维氏硬度

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9310钢的奥氏体晶粒长大规律研究

热加工工艺 2010年第18期39卷 31-33页

作者：黄顺喆厉勇王春旭刘宪民钢铁研究总院结构材料研究所北京100081

利用金相试验方法和理论模型研究了9310钢在800～1200℃奥氏体晶粒的长大规律。结果表明,不同加热温度条件下,9310钢的奥氏体平均晶粒尺寸随保温时间的变化符合Beck关系式。实验钢的硬度随平均晶粒尺寸的增大而逐渐降低,并呈近似的线性... 详细信息

利用金相试验方法和理论模型研究了9310钢在800～1200℃奥氏体晶粒的长大规律。结果表明,不同加热温度条件下,9310钢的奥氏体平均晶粒尺寸随保温时间的变化符合Beck关系式。实验钢的硬度随平均晶粒尺寸的增大而逐渐降低,并呈近似的线性关系。通过数值回归分析,测得了9310钢奥氏体晶粒度长大的时间指数和激活能,并对9310钢奥氏体晶粒的长大机制进行了讨论。

关键词： 9310钢晶粒长大激活能

基于物理参数和BP神经网络的9310钢本构模型研究

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塑性工程学报 2024年第8期31卷 117-124页

作者：王宇航罗拴谋董显娟徐勇黄龙涂泽立李佳俊南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 西安圣泰金属材料有限公司陕西西安712033 南昌航空大学通航学院江西南昌330063

采用Gleeble-3800热模拟试验机对9310钢进行了变形量为70%的等温恒应变速率压缩实验,在变形温度为800~1200℃、应变速率为0.01~50 s^(-1)的范围内研究了9310钢的热变形行为。通过不同热变形参数对自扩散系数D和杨氏模量E的影响,建立了... 详细信息

采用Gleeble-3800热模拟试验机对9310钢进行了变形量为70%的等温恒应变速率压缩实验,在变形温度为800~1200℃、应变速率为0.01~50 s^(-1)的范围内研究了9310钢的热变形行为。通过不同热变形参数对自扩散系数D和杨氏模量E的影响,建立了基于物理参数的本构模型,同时基于实验数据构建了BP神经网络本构模型。结果表明:9310钢为负温度正应变速率敏感性材料,且流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。基于不同条件构建的物理本构模型和BP神经网络模型的相关系数r均大于0.98,但BP神经网络模型的r值可达0.996,平均绝对相对误差为3.1%。经过流动应力曲线、相关系数和平均绝对相对误差的综合对比,得出BP神经网络模型对预测9310钢的流动行为具有较好的适用性。

关键词： 9310钢热变形行为物理本构模型 BP神经网络模型

Prasad与Murthy流变失稳准则下9310钢热加工图的建立与分析

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钢铁 2014年第7期49卷 107-113页

作者：黄顺喆厉勇王春旭韩顺刘宪民田志凌钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081 中国钢研科技集团有限公司北京100081

在Gleeble-3800热模拟试验机上对9310钢进行了900-1 200℃温度范围内的高温轴向压缩试验。基于动态材料模型理论（DMM）,在Prasad和Murthy 2种流变失稳准则下建立了9310钢的热加工图,并结合变形过程中的显微组织进行了热加工参数优化的... 详细信息

在Gleeble-3800热模拟试验机上对9310钢进行了900-1 200℃温度范围内的高温轴向压缩试验。基于动态材料模型理论（DMM）,在Prasad和Murthy 2种流变失稳准则下建立了9310钢的热加工图,并结合变形过程中的显微组织进行了热加工参数优化的分析。结果表明,本试验条件下,9310钢热变形在Prasad和Murthy流变失稳准则下的稳定性函数ξ（ε·）均大于0;在变形条件为950-1 050℃,0.01-0.1 s-1时具有最佳的热加工性能,此区域内功率耗散率值均大于32%;能量耗散功率恒定时,变形温度对动态再结晶晶粒尺寸起主导作用,变形温度恒定时,高应变速率下的动态再结晶晶粒更加细小均匀。

关键词： 9310钢流变失稳准则热加工图动态再结晶

9310钢航空薄辐板齿轮热处理数值模拟及工艺优化

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9310钢航空薄辐板齿轮热处理数值模拟及工艺优化

作者：李承然中南大学

学位级别：硕士

作为齿轮生产制造工艺中至关重要的环节,热处理在提高齿轮强度、硬度和耐磨性等方面发挥着巨大作用。目前齿轮热处理研究重点在于通过数值模拟的方法预测热处理后的硬度、组织分布、残余应力和变形等重要性能指标并以此进行工艺参数优化... 详细信息

作为齿轮生产制造工艺中至关重要的环节,热处理在提高齿轮强度、硬度和耐磨性等方面发挥着巨大作用。目前齿轮热处理研究重点在于通过数值模拟的方法预测热处理后的硬度、组织分布、残余应力和变形等重要性能指标并以此进行工艺参数优化,以实现热处理的可控制造。然而航空齿轮热处理工艺通常存在工艺流程多,各工艺之间存在复杂的遗传演变等特点,极大地增加了齿轮热后性能预测的难度。因此,建立航空齿轮热处理数值模拟模型,探究齿轮完整热处理过程中的性能演变规律并准确预测齿轮热处理后的性能指标具有重要意义。本文以9310钢材料航空薄辐板齿轮为研究对象,开展以下几个方面的研究:(1)利用材料性能计算软件得到9310钢的热物性参数、力学性能参数和相变动力学参数,包括杨氏模量、泊松比、导热系数、比热、热膨胀系数、流动应力曲线、TTT曲线和马氏体相变温度等。(2)基于热处理数值模拟多场耦合理论和航空薄辐板齿轮的三维零件结构、实际热处理工艺路线、材料参数及热处理初始条件和边界条件等参数,采用专业热处理模拟软件DANTE对齿轮热处理过程进行仿真计算,探究淬火过程中的相变规律与应力演变规律及冷处理和回火工艺对残余应力的影响,并获得最终的残余应力分布,通过仿真计算得到齿轮热处理后的硬度、淬硬层深度、金相组织分布和变形等关键热处理指标。(3)对实际热处理后齿轮的硬度、金相组织、残余应力和变形进行检测,并将仿真计算结果与实测结果对比,以验证仿真的准确性。结果显示,计算得到的硬度值、金相组织、残余应力和变形与实测结果较为吻合,其中仿真计算得到的硬度值与实测结果最大误差为7.6%;仿真计算与实际测量得到的金相组织均为回火马氏体;仿真计算得到的残余应力状态与实际一致,轮齿表面均为压应力,应力值最大误差为11.9%;仿真计算得到的变形趋势与实际测量值一致,整体呈现膨胀状态。(4)研究减小航空薄辐板齿轮热处理变形的工艺措施,通过改变装炉方式、优化工艺参数及将二者结合等多种方案,实现减小航空薄辐板齿轮热处理变形的目标。本文基于热处理多场耦合原理,采用有限元软件对9310钢航空薄辐板齿轮完整热处理工艺进行模拟,得到了齿轮热处理过程中的性能演变规律,准确预测了齿轮热处理后的硬度、金相组织分布、残余应力和变形,并提出优化方案对齿轮的热处理变形进行主动抑制。通过此研究得到了可以指导实际工程应用的9310钢薄壁齿轮热处理性能变化规律和工艺改进方法。图57幅,表9个,参考文献79篇

关键词： 9310钢薄辐板齿轮热处理残余应力变形

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9310钢窄齿形零件渗碳工艺的研究

9310钢窄齿形零件渗碳工艺的研究

作者：侯兆敏哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

本文利用可控气氛双室炉对9310钢试样在不同渗碳温度下进行渗碳实验,研究9310钢材料渗层、剥层碳浓度、残余奥氏体含量等变化规律,通过分析渗碳后的金相组织,渗碳温度和渗碳时间对深层深度的影响,碳势对剥层碳浓度的影响以及残余奥氏体... 详细信息

本文利用可控气氛双室炉对9310钢试样在不同渗碳温度下进行渗碳实验,研究9310钢材料渗层、剥层碳浓度、残余奥氏体含量等变化规律,通过分析渗碳后的金相组织,渗碳温度和渗碳时间对深层深度的影响,碳势对剥层碳浓度的影响以及残余奥氏体含量与冰冷处理的关系,最终确定了9310渗碳钢热处理渗碳淬火的最佳工艺参数,从而为实际生产提供理论指导。本实验所用的9310钢在其他工艺参数不变的情况下,经过900℃、910℃、927℃三个温度渗碳保温后,可以从金相组织图中看到随着温度的升高,其渗碳层的组织变化也越来越显著,且HRC60深度及硬度随着温度的升高而增加,渗层深度随着渗碳温度的提高不断加深,不同的渗碳温度下的残余奥氏体量均小于10%,长时间(至少4小时)的深冷处理才可以使残余奥氏体的含量达到标准(小于10%),温度对其影响并不是很明显。随着渗碳温度的升高,渗碳层中碳浓度升高,含碳量明显增加。当采用不同渗碳温度进行渗碳,在0.2 mm剥层碳浓度梯度最高,0.2 mm处反应为真实的碳浓度梯度,即波层碳浓度较高。本文还研究了9310钢的齿形参数对渗层深度的影响,研究结果表明:在900℃、910℃、927℃三个温度渗碳保温后,9310钢心部组织不受渗碳温度的影响,齿顶渗层都存在超差现象,齿顶渗层深度与齿高中部的渗层深度存在对应关系,最后得出齿宽m与过渗相关距离H存在三种对应关系:(1)当m=2H·ctgθ时,齿顶刚好达到过渗点;(2)当m﹥2H·ctg(?)时,齿顶不存在过渗现象;(3)当m＜2H·ctgθ时,齿顶发生过渗现象。

关键词： 9310钢渗碳奥氏体齿形参数

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镍微合金化9310钢的高温热变形行为

机械工程材料 2014年第10期38卷 64-68页

作者：张志正王春旭黄顺喆厉勇刘宪民周晓龙昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

采用Gleeble-3800型热模拟试验机在温度1 173~1 473K、应变速率0.01~10s-1的条件下,对镍微合金化9310钢的高温热变形前行为进行了研究,得到了试验钢的高温流变曲线,并用光学显微镜观察了试验钢变形前后的显微组织。结果表明:镍微合金化9... 详细信息

采用Gleeble-3800型热模拟试验机在温度1 173~1 473K、应变速率0.01~10s-1的条件下,对镍微合金化9310钢的高温热变形前行为进行了研究,得到了试验钢的高温流变曲线,并用光学显微镜观察了试验钢变形前后的显微组织。结果表明:镍微合金化9310钢的流变应力和峰值应变随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小;试验钢在真应变为0.9,应变速率为0.01~10s-1的条件下,随着应变速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高;测得试验钢的热变形激活能Q值为362.649kJ·mol-1,并建立了其热变形方程以及动态再结晶条件下峰值应变σp与Zener-Hollomon因子的关系式。

关键词：镍微合金化 9310钢流变应力热变形激活能热变形行为

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回火温度对9310钢力学性能及组织的影响

热加工工艺 2012年第6期41卷 179-180,183页

作者：吴秋平王春旭刘宪民厉勇中国商飞上海飞机设计研究院上海200232 钢铁研究总院结构材料研究所北京100081

通过拉伸、冲击和硬度等力学试验方法以及透射电镜(TEM)对9310渗碳钢的力学性能和组织进行了研究,并采用热力学平衡计算(Thermo-Calc软件)方法,得到了该钢的平衡相图。结果表明:9310钢淬火后具有最高的抗拉强度,随回火温度的升高,在100... 详细信息

通过拉伸、冲击和硬度等力学试验方法以及透射电镜(TEM)对9310渗碳钢的力学性能和组织进行了研究,并采用热力学平衡计算(Thermo-Calc软件)方法,得到了该钢的平衡相图。结果表明:9310钢淬火后具有最高的抗拉强度,随回火温度的升高,在100～350℃,9310钢的抗拉强度缓慢降低,当温度高于350℃时,其抗拉强度快速下降;9310钢的屈服强度随回火温度的升高而逐渐升高,在250～350℃时达到峰值,随后逐渐降低;冲击韧度随回火温度的升高而逐渐升高,在250℃时达到峰值,而随后在350～450℃为最小值,而温度高于450℃后又会升高。9310钢在150～250℃回火后细小的ε碳化物在板条马氏体基体中弥散析出分布,此时9310钢具有最佳的强韧性配合。

关键词： 9310钢力学性能显微组织 ε碳化物

B微合金化9310钢的力学性能及回火组织研究

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热加工工艺 2014年第24期43卷 182-185页

作者：卢维黄顺喆王春旭厉勇王华昆昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

采用金相、SEM、TEM等实验方法,研究了回火温度对B微合金化9310钢的微观组织和力学性能的影响规律。研究表明:B微合金化9310钢的力学性能随回火温度的变化规律与传统9310钢基本一致。添加微量B元素,一方面降低了9310钢的强度,特别是在... 详细信息

采用金相、SEM、TEM等实验方法,研究了回火温度对B微合金化9310钢的微观组织和力学性能的影响规律。研究表明:B微合金化9310钢的力学性能随回火温度的变化规律与传统9310钢基本一致。添加微量B元素,一方面降低了9310钢的强度,特别是在低温回火阶段(9310钢的冲击韧度,使冲击功最低值对应的回火温度向低温区移动约50℃。微量B元素对9310钢的回火组织基本没有影响,但使原始奥氏体晶粒发生粗化,且奥氏体化温度越高,粗化效果越明显。和无B钢相比,B微合金化9310钢的冲击韧窝更深、更均匀,微量B元素促进回火过程中钢中碳化物的析出。

关键词： B微合金化 9310钢回火组织力学性能