Computer modeling and validations of steel gear heat treatment processes using commercial software DANTE

The heat treatment process of a gear made of AISI 9310 carburized steel is modeled using the commercial heat treatment simulation software DANTE. Both carburization and quenching processes affect the residual stress distribution and distortion of heat-treated parts, which are important to service quality and fatigue life. DANTE/VCARB is used to design the boost/diffuse schedule of a vacuum carburization process. Oil quenching is modeled following the vacuum carburization process. Thermal gradient and phase transformation are two main sources of distortion and residual stresses in quenched parts. The relation of the carbon distribution, thermal gradient, and phase transformations during quenching is studied through the gear modeling example. Because of geometry, the residual stress distribution after quenching is non-uniform along the gear surface. In general, the root fillet has higher residual compression than either the root or tooth face locations after traditional oil quenching of carburized gears. The predicted residual stresses from the oil quenching model are imported into a single tooth fatigue bending model. The gear stresses under bending load indicate the possible cracking locations during the bending fatigue test. The importance of heat treatment residual stresses during gear design is pointed out, and it is commonly ignored in the gear design and manufacturing industry.     

热处理对增材制造贝氏体钢组织及性能的影响

针对金属电弧增材制造过程热循环在线控制困难,导致成形组织不均、力学性能低下的问题,以辙叉用贝氏体钢为成形材料,研究了不同整体后热处理工艺对其电弧增材制造试样组织及性能的影响,并对热处理工艺进行了优化.研究结果表明:去应力退火后的电弧增材制造试样力学性能较差,且存在各向异性,经290 ℃等温淬火与280 ℃回火处理后,试样微观组织由回火索氏体转变为下贝氏体+回火马氏体,抗拉强度提升39%,屈服强度提升61%,断后延伸率提升29%,冲击韧性提升17%,硬度提升20%,且各向异性特征大大缓解,材料组织趋于均匀.      

Research on mechanical properties of 22MnB5 steel quenched in a steel die

22MnB5 is one of the most typical hot stamping boron steels. In order to study the effect of austenitizing temperature and holding time on the mechanical properties of hot stamping boron steel 22MnB5, a series of quenching process are done. The tensile strength and hardness of 22MnB5 samples are measured. The results show that 22MnB5 has a good quenching performance, and the tensile strength and hardness of samples quenched in a water-cooled steel die are similar to those of water quenching. The higher tensile strength and HRC hardness are achieved when austenitizing at temperatures of 880–910 °C. Holding at 910 °C for 5 min and then quenching gives rise to a better combination of tensile strength, hardness and ductility.     

Application of the computer-aided quenching technology on the connecting bar of 42CrMo4

In order to obtain the desired mechanical properties of connecting bar after quenching and tempering, and reduce the cracking tendency and distortion, a program of controllable quenching was established. Furthermore, a computer-aided quenching (CAQ) system was developed. The applications show satisfactory results.     

Application of the Controllable Quenching Technology to the Quenching and tempering Workpieces

IntroductionThequenchingandtemperingistheprimaryprocessinheattreating.HoweveY,itismoredifficulttoensurethecomprehensivemechanicalpropertiesofpartsfortheseveraleffectivefactorsinquenching,whichforexamplearechemicalcompositionofsteel,thecross-sectionofpan,quenchant,quenchseveritydeterminedbythecirculationrateandtemperatureofquenchant.Therefore,thecontrollablequenchingbecomesakeytechnique.S.WHan,etc[l1developedaimmersion-hmequenchingsystemtogetthecontrollableagitation,whichprovidesmaximumcoo1in…     

LD钢制作钢板弹簧中心孔冲头的应用研究

本文研究了热处理工艺对LD钢制作钢板弹簧中心孔冲头的机械性能和使用寿命的影响规律,结果表明:用LD钢制作钢板弹簧中心孔冲头,经1120℃淬火、540℃高温回火处理后可以获得较好的机械性能;经1140℃淬火后深冷处理再在540℃高温回火,可以获得最佳的综合机械性能,其使用寿命比Cr_(12)MoV钢作钢板弹簧中心孔冲头的寿命分别提高7倍和9倍。     

Research and Application Prospect of Computer Simulation on Heat Treatment Process

AseriesofgreatProgresseshavebeenachievedintheresearchofheattrCtoelltmathematicalmodelandcomPotersimulationduringrecellttenyears.ThecouPlingbforeentemPerthee-phasetransformation-stressl'-'],threedimensionalnon-linearFEManalysis[#-'],thecalculationofphasetransformationkinetics['-'],theeffectofstressonphasetransformationkineticsl,'-,,],thedealingwithabruPchangedboundnyconditionsl"#],thesimulationonfludfield["l,andotherinveshgationshavecarredout,andtheirachievementshaveProvidedasoundbasisfo…     

使用时间对淬火介质冷却特性的影响

利用冷却特性测试仪对三种常用淬火介质进行性能测试,对冷却特性曲线以及热处理后的材料显微组织和性能进行分析,结果表明,正常使用一个月时间,N32机械油、水基高聚物淬火介质冷却能力下降,所处理试样的强度较低,而快速淬火油冷却能力提高,所处理试样的强度略高．     

新型装配式倒T形空心板桥受力性能

为解决现有装配式空心板桥的铰缝病害, 提出了一种新型装配式倒T形空心板桥; 进行了跨径8 m的倒T形空心板桥足尺模型试验和非线性有限元分析, 研究了车辆荷载作用下倒T形空心板桥各组成构件的应力、挠度和裂缝分布等, 得到了倒T形空心板桥的受力机理与破坏模式; 对比了倒T形空心板桥与带门式钢筋空心板桥的受力性能, 验证了倒T形空心板解决铰缝开裂问题的有效性。研究结果表明: 倒T形空心板桥的破坏过程分为弹性阶段、空心板开裂阶段、现浇结构层混凝土开裂阶段和受拉钢筋与钢板屈服阶段, 其整体受力性能良好, 极限荷载是带门式钢筋空心板桥的1.4倍; Ω形钢板上方受拉区混凝土首先达到拉应力限值3.17 MPa, 是受力薄弱部位; 由于Ω形和L形钢板的设置, 现浇结构层混凝土开裂时, 与结构层等高度的各结合面处的法向和切向黏结应力均不会超过限值2.30和0.29 MPa, 避免了结合面的黏结失效; 与带门式钢筋的空心板桥相比, 倒T形空心板构造不会减小空心板的开裂荷载, 且新旧混凝土结合面开裂在空心板开裂之后, 可从根本上解决传统空心板桥在车辆荷载作用下铰缝先于空心板开裂的问题。      

New Computer-aided Method for Optimum Use and Properties Prediction of Steels

IntroductionInrecet[tyears,comPtwnwnericalsimulationofheattr0atthentprocesshasbecomeoneofthemostimPOhantresearchfocuses.InthispaPer,wediscussthefundameIltalsandmethodsOfthecomputetzationOfsteelandquenchingmediUmseleCtionandsizedesignforaparttObeheatdeatOd…     

DILLIMAX690T高强度结构钢焊接工艺

通过斜Y铁研抗裂性试验、拉伸、弯曲、低温冲击、硬度等试验方法对DILLLMA X690T(即D690T)新型高强度结构钢焊接接头的抗裂性和力学性能进行了研究.结果表明:D690T高强度结构钢有一定冷裂倾向,但在预热温度≥100℃时,选取适合的焊接材料,可避免裂纹的产生;D690T高强度结构钢的同种接头及分别与HG785E高强钢、Q345E低合金钢焊接的异种接头均具有良好的拉仲、弯曲性能和低温冲击性能;焊接热影响区的硬度偏高,在实际生产时可适当提高预热温度.     

低碳双相钢的二次淬火工艺研究

研究了20SiMnTi钢经过不同热处理工艺处理，分析随亚湿淬火温度的变化，材料的组织和力学性能的变化规律，热处理可以使材料得到良好的强塑性配合。其抗拉强度达到950MPa，屈服强度达到920MPa，伸长率为205，断面收缩率为53．4％。     

实时测温技术在调质热处理中的应用

热处理工艺参数对金属部件的组织和力学性能有显著的影响,以盘形工件淬火热处理为例,采用实时测温技术准确监控淬火热处理过程中工件的加热和冷却的温度-时间历程,并结合随炉试样的组织和力学性能,科学制定出热处理工艺规范,控制热处理工艺过程,稳定热处理质量,使工件性能满足了使用要求.     

大跨径钢桥面浇注式沥青混凝土铺装应用研究

浇注式沥青混凝土具有优良的防水、抗老化性能、抗疲劳性能以及对钢桥面板优良的追从性,其在国外应用于桥面铺装已有多年的历史,取得了丰富的经验。本文从浇注式沥青混凝土的材料组成设计、粘结层强度、混合料特性与路用性能、浇注式沥青混合料的生产与摊铺等方面出发,全面系统地研究了大跨径钢桥面浇注式沥青混凝土铺装技术。     

弱胶结未成砂岩挑顶斜井与隧道初支结构转换技术

针对兰渝铁路桃树坪隧道2号斜井的弱胶结未成砂岩的地质条件,提出了一种利用挑顶斜井空间转换施工隧道初支结构的方法.通过提高斜井挑顶断面、井口钢门架、井端大拱脚、空架隧道初支、回填拱部空间等施工技术,能安全实施斜井与正洞初期支护结构受力体系的转换,保证施工安全.     

基于混凝土损伤塑性本构模型的桥墩仿真分析

由于花瓶墩的体型巨大且几何构型不规则,采用一般的杆系单元方法只能近似分析其力学性能。利用ABAQUS的三维实体单元,分析该墩在组合工况作用下的三维应力分布情况,建立钢筋混凝土损伤塑性本构,计算桥墩混凝土开裂区的钢筋应力,分析混凝土裂缝的分布情况。与杆系单元相比,考虑混凝土损伤塑性本构关系的实体有限元仿真,更能直观精确地显示出非规则性结构的受力及细部裂缝的空间分布情况。     

D6AC超高强钢的细丝双弧焊接工艺试验研究

分析了D6AC超高强钢的焊接性，采用细丝双弧焊接方法，进行D6AC超高强钢的双弧焊接工艺试验研究。采用细丝双弧焊接技术，基本可以解决D6AC超高强钢焊接时存在高裂纹倾向的问题，并降低焊接成本，避免了脉冲TIG焊扫法的低效率和高能密度焊接方法的高成本问题。     

铁路货车用高强度耐候钢Q450NQR1焊接工艺

通过选择焊接材料及焊接工艺参数,对新型耐候钢Q450NQR1进行了焊接工艺、焊接接头的显微组织和力学性能等研究．试验结果表明：用的S-8018焊条及BI-1550-NQ-A焊丝焊接Q450NQR1耐候钢时接头各项力学性能满足规定的技术要求,焊缝金属的显微组织基本相同,均以针状铁素体为主＋少量的先共析铁素体,过热区组织均为粒状贝氏体,焊接热影响区正火及不完全正火区的组织均为铁素体＋珠光体;焊接线能量变化对焊接接头焊缝及热影响区显微组织有一定的影响,但影响不大．     

滑油运动粘度对尾轴轴颈振动的影响研究

船舶尾轴的振动与尾轴承油膜的动态支承刚度和阻尼密切相关,互相耦合,相互激励,影响船舶航行安全性.润滑油运动粘度是影响润滑油膜的动态特性的重要因素之一,粘度的改变对尾轴的振动行为产生重要影响.文中从动力学方面研究了滑油粘度对尾轴轴颈振动的影响,得出提高润滑油粘度有利于抑制轴颈振动的结论.     

模拟酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能研究综述

为深化对酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能演变机制的认识,论述了酸雨侵蚀作用下混凝土材料腐蚀机理、侵蚀模型和物理力学性能时变过程;分析了酸雨锈蚀钢筋的溶液腐蚀机理和大气动态冲刷机制,总结了锈蚀钢筋形貌表征与锈蚀率指标定量化研究成果,归纳了已有锈蚀钢筋力学性能退化模型和本构模型,概述了钢混界面黏结性能演变规律和黏结-滑移本构关系模型;梳理了梁、柱构件及结构静、动力学性能演变规律的室内试验结果、理论计算方法和数值仿真结果的最新研究进展与不足,并展望了未来的研究方向与重点。研究结果表明:酸雨腐蚀混凝土可归因于酸雨离子成分的交互作用,亟需适用性较强的理论模型以揭示腐蚀和扩散机制;室内加速试验揭示了酸雨侵蚀作用下混凝土物理力学性能时变规律,应完善室内加速试验制度,搭建耦合宏细观层次关键指标的混凝土损伤评价体系和预估模型;酸雨加速锈蚀钢筋试验多基于均匀锈蚀,钢筋腐蚀方法和形貌表征逐渐向不均匀锈蚀发展,应进一步发展高精度扫描技术,借助统计分析理论建立钢筋不均匀锈蚀特征参数,优化钢筋力学性能退化模型;通电锈蚀试验和拉拔试验演绎了钢混界面黏结性能演化规律,并建立了黏结-滑移本构关系,但忽略了实际钢筋混凝土结构的受力特点,且锈蚀过程显著区别于自然锈蚀,应考虑酸雨环境与材料特性复杂多变的特点,研究细微观钢混界面损伤行为,揭示酸雨环境、材料特性与黏结性能的内在关系;酸雨侵蚀钢筋混凝土结构时效性能研究多集中在试件层次,且采用腐蚀试验与承载力试验分阶段进行,忽略了荷载-环境的耦合作用,试验所设环境较为单一,试验制度与方法亦未统一,应对标实际工程,考虑实际结构承载和环境工况,搭建长期荷载-酸雨侵蚀耦合作用试验系统,探索荷载-环境-材料多场关联机制,完善理论计算方法与数值仿真手段,揭示结构长期性能演变过程,并推动现场暴露试验发展,量化室内-现场映射关系,指导工程实际。