挤压轮用H13钢组织性能的研究
本文关键词：挤压轮用H13钢组织性能的研究
【摘要】：H13钢是从美国引进的一个钢种,中国牌号4Cr5MoSiV1,执行标准GB/1299-2000,是工业上应用较为广泛的一种热作模具钢。[1]挤压轮是连续挤压成型(CONFORM,Continuous Extrusion Forming)机的重要模具,由于其在工作中同时承受交变的拉热应力及热应力的综合作用,所以对模具材料的抗疲劳性能和高温性能有较高要求,一般选择H13钢作为连续挤压成型机的挤压轮材料。但在实际生产过程中,挤压轮寿命不稳定,经常发生早期失效,严重的降低了生产效率,增加了生产成本。为解决挤压轮寿命不稳定,经常发生早期失效这一现象,首先要研究确定挤压轮的工况条件,然后从挤压轮失效分析入手,找出导致挤压轮失效的主要原因。围绕材料和工艺展开研究,试图制定符合挤压轮工况的组织标准,并进一步优化锻造和锻后热处理工艺方案,使其寿命稳定。(1)对早期失效的挤压轮,采用金相分析、硬度、冲击功、开裂面微观形貌扫描等实验手段,分析其早期失效的原因。实验证明,严重的带状偏析、大块尖角状的共晶碳化物呈链状分布,非金属夹杂物聚集,网状二次碳化物弱化晶界,这些缺陷均会成为裂纹源,造成挤压轮早期失效。(2)采用金相分析、硬度试验、冲击试验、断口扫描等实验手段,对五种不同的退火态材料及热处理后的五种回火态材料做组织性能分析,发现退火态中的带状偏析、网状或链状二次碳化物、共晶碳化物等缺陷,在经过热处理后无法消除,这些缺陷将会在热处理后遗传到回火组织中。(3)退火态中带状偏析程度可参照北美压铸协会给出的标准图,也可对照GB13299-1991中带状偏析图谱,其等级≤2级均可接受;共晶碳化物只要边界圆滑,不呈现链状分布,其尺寸在10um以下均可接受;网状二次碳化物按照GB1299-1985评定≤2级;球化质量参照GB1299-1985评定应在2~4级;退火态中铁素体尽可能为等轴晶,不应有明显的位向分布。(4)通过对比四种不同的锻造及锻后热处理工艺,并采用金相分析、硬度、冲击试验、断口扫描等手段,得出比较适合挤压轮的锻造及锻后热处理的工艺为:锻前1200℃高温均匀化,初锻温度1100℃~1150℃,终锻温度850℃~900℃,锻后超细化处理,球化时间足够长。
【关键词】：挤压轮 H13钢 组织 锻造 锻后热处理
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第一章 绪论10-20
- 1.1 H13钢简介10-11
- 1.1.1 模具钢基本概念10
- 1.1.2 H13热作模具钢10-11
- 1.2 H13钢的特点及合金元素的作用11-12
- 1.2.1 H13钢的优缺点11-12
- 1.2.2 H13钢中主要合金元素的主要作用12
- 1.3 H13钢的冶炼技术12-13
- 1.3.1 H13钢的冶炼设备12
- 1.3.2 H13钢的冶炼工艺12-13
- 1.4 H13钢的应用13
- 1.4.1 应用于热锻模13
- 1.4.2 应用于热挤压模13
- 1.4.3 应用于有色金属压铸模13
- 1.5 北美压铸协会（NADCA）针对优质H13钢的标准规定13-16
- 1.5.1 北美压铸协会（NADCA）简介13-14
- 1.5.2 NADCA针对H13钢出厂标准规定14-16
- 1.6 H13钢的发展前景16
- 1.6.1 优化H13钢的化学成分16
- 1.6.2 改进H13钢生产流程和工艺控制16
- 1.7 连续挤压技术简介16-18
- 1.7.1 连续挤压技术原理16-17
- 1.7.2 挤压轮中的轮槽17-18
- 1.7.3 连续挤压技术的优点18
- 1.8 本课题研究的主要目的和内容18-20
- 1.8.1 主要研究目的18-19
- 1.8.2 主要研究内容19-20
- 第二章 挤压轮早期失效分析20-40
- 2.1 断.失效分析20-23
- 2.1.1 断.类型及形貌特征20-21
- 2.1.2 裂纹源判别方法21-23
- 2.1.3 断.试样的处理和分析23
- 2.2 挤压轮工作环境介绍23-26
- 2.2.1 挤压轮受力情况23-25
- 2.2.2 挤压轮变形情况25-26
- 2.2.3 挤压轮温度分布26
- 2.3 实验准备26-32
- 2.3.1 实验材料26-27
- 2.3.2 实验仪器27-31
- 2.3.3 实验方法31-32
- 2.4 挤压轮失效分析实例32-39
- 2.4.1 宏观检验33
- 2.4.2 微观检验33-36
- 2.4.3 开裂面微观形貌36-37
- 2.4.4 结果与分析37-39
- 本章小节39-40
- 第三章 退火态组织对挤压轮组织性能的影响40-55
- 3.1 退火态材料分析40-47
- 3.1.1 原材料退火态组织40-42
- 3.1.2 退火态硬度42
- 3.1.3 锻造及锻后热处理工艺42-43
- 3.1.4 锻后退火态组织43-44
- 3.1.5 锻后退火态冲击功44-45
- 3.1.6 退火态冲击断.形貌45-46
- 3.1.7 分析46-47
- 3.2 回火态材料分析47-54
- 3.2.1 显微组织48-49
- 3.2.2 回火硬度49-50
- 3.2.3 回火态冲击功50-51
- 3.2.4 冲击断.形貌51-52
- 3.2.5 晶粒度52-54
- 3.2.6 分析54
- 本章小结54-55
- 第四章 不同锻造及锻后热处理工艺对挤压轮组织性能的影响55-74
- 4.1 锻造工艺及锻后热处理工艺的制定55-58
- 4.1.1 原材料组织55-56
- 4.1.2 锻造及锻后热处理工艺的制定56-57
- 4.1.3 试验准备57-58
- 4.2 退火态组织性能分析58-64
- 4.2.1 金相组织58-60
- 4.2.2 退火态硬度60-61
- 4.2.3 退火态冲击功61-62
- 4.2.4 退火态冲击断.形貌62-63
- 4.2.5 分析63-64
- 4.3 四种工艺回火态组织性能64-73
- 4.3.1 金相组织64-67
- 4.3.2 回火态硬度67
- 4.3.3 回火态冲击功67-68
- 4.3.4 回火态冲击断.形貌68-69
- 4.3.5 晶粒度69-70
- 4.3.6 分析70-73
- 本章小结73-74
- 结论74-75
- 参考文献75-77
- 攻读硕士学位期间发表的学术论文77-78
- 致谢78-79
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘国翔;旋压轮选材与工艺改进研究[J];江汉大学学报(自然科学版);2003年01期
2 曾汉平,邱江月;大直径多滚压轮法测量装置装调系统结构设计[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年10期
3 保青莲;环形滚压轮的加工与测量[J];青海大学学报(自然科学版);2000年02期
4 李致焕;;冷压n秆孤稚杓朴爰扑鉡J];河北工学院学报;1981年04期
5 于爱群,张玉书;盘管机跟进式压轮概述[J];中国乳品工业;1986年03期
6 陈勇;压轮的失效分析与改进[J];现代制造工程;2005年06期
7 朱希贤,胡永奎;三角花键滚压轮的材料及热处理[J];金属热处理;1998年02期
8 尤义勇;滚压轮快速调整装置[J];机械工人.冷加工;1996年08期
9 吕富强;滚压轮推料机构的参数设计[J];锻压机械;1998年02期
10 王秋华,姜莉莉,何小敏,杨来;滚压轮配置对薄壳封口质量的影响[J];机械工艺师;2001年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王春亮;杨力;陆慧;王元瑞;;H13钢铜材挤压轮开裂分析[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 毕玲敏;挤压轮用H13钢组织性能的研究[D];大连交通大学;2015年
2 刘其潼;玉米深松播种联合作业机的播前碎土镇压轮的研制[D];河北农业大学;2015年
3 卢培民;连续挤压机挤压轮使用寿命研究[D];大连交通大学;2010年
4 曾汉平;大直径多滚压轮测量仪支架及装调系统研制[D];合肥工业大学;2005年
5 郭慧;行间耕播机弹性镇压装置研究与试验[D];吉林大学;2014年
，本文编号：780516
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/780516.html
