大型锻件的均匀性研究.ppt
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1、大型锻件的均匀性研究,材料成型及控制工程 0916150108 曹玄扬 指导老师:樊新民,研究背景及目的,40CrNiMo是常用的一类优质调质钢材料,制作爬升齿轮时,由于本身的尺寸限制,造成锻压力分布的不均匀,锻后组织常以不均匀的形态分布,导致锻件质量不能达标,影响整体锻件质量。 课题通过对锻后爬升齿轮上不同圆周部位的组织均匀性进行对比研究,讨论了其对产品质量和力学性能的影响。,论文的结构和主要内容,第一部分 锻造工艺简介 第二部分 力学性能结果分析 第三部分 金相组织观察分析 第四部分 全文总结,第一部分 锻压工艺简介,爬升齿轮的整个锻压工艺分为加热锻压热装炉热处理测试粗车探伤检测等工序。,
2、图1.1 爬升齿轮锻前加热工艺路线,图1.2 爬升齿轮锻后热处理工艺路线,图1.3 爬升齿轮粗车的尺寸要求,经粗车后的锻件按要求分别在大圆表层、芯部,小圆中间部分切取所需试样,进行冲击和拉伸实验。,第二部分 力学性能测试,拉伸试样按照国标GB/T228的标准,直径选取为D0=10mm ,标距L0=50mm ,拉伸速度2mm/min ,即L0=5D0 。 分别测定每组试样的屈服强度、极限拉伸强度、延伸率、断面收缩 率等参数 ,结果如表2.1。,表2.1 拉伸试验,1 拉伸试验,图2.1 拉伸试样的应力-应变曲线,从图中可以看出,锻件芯部与表层的屈服强度和抗拉强度并没有太大的差异,芯部的塑性略有降
3、低,但程度不大。,2 冲击试验,冲击试样按照GB/2975 的标准进行加工,尺寸为10mm10mm55mm ,试验在常温下进行,先将试样加工成缺口深度为2mm的夏比U型缺口标准冲击试样 。冲击值如表3.2所示。,表2.2 试样的冲击功,冲击断口,断口分析,从图中可以看出,三个试样的整个断面都被结晶区覆盖,无明显的放射区,这也说明了爬升齿轮粗车后的冲击功低。1#大圆芯部试样较2#大圆表层试样和3#小圆中部试样剪切唇面积小,整个断面平整,无韧窝状,从这亦可看出1#小圆中部试样冲击韧性最差。2#和3#仍是延性断口,出现明显韧窝,但整体冲击功并不高。大圆心部的冲击性能相对表面下降幅度较大,这归根到底还
4、是由金属内部组织不均匀的原因导致的,心部性能大幅度下降的原因,主要是锻件中心偏析带组织与铁素体+珠光体颗粒的晶粒尺寸不均匀引起的。,第四部分 金相组织观察,在不同的部位各选取一个冲击样,经过打磨抛光,用4%硝酸酒精腐蚀后,拍取的金相下如图,从图中可以看出,40CrNiMo钢锻后的金相组织混晶现象特别明显,且组织分为两种形态,其中一种为正常的铁素体+珠光体,通过锻件锻后的热处理工艺可以看出,锻后组织一部分为正火态。 图中的黑色偏析带则是另一部分,其组织显示为回火索氏体, 在热处理最后阶段650回火后出现。图2#中铁素体较3#与1#中小且成均态分布,通过几组不同视场的统计,大圆芯部组织中回火索氏体
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