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25CrMoA钢奥氏体冷却转变参数的确定

更新时间:2016-07-05

0 引言

铁路车轴是机车中一个非常重要的构件,其质量可靠性决定了列车运行的速度和运输的安全[1- 2].欧洲标准EN13261中规定EA4T钢是一种力学性能优异的高速、重载铁路车轴用钢,已被广泛地应用于大功率机车车轴[3- 6].随着我国铁路升级换代的快速发展,早期使用的40钢、50钢已经不能满足铁路对车轴钢性能的需求,而通过对国外EA4T钢的引进、消化、吸收并自主研发出的25CrMoA钢已成为我国铁路高速重载发展中的主要机车车轴用钢之一,其成分和性能与EA4T钢成分和性能相近,其最终热处理工艺为淬火+高温回火的调质处理[7].由于淬火对钢的组织和性能有较大影响,并且欧洲标准EN13261规定,淬火处理后的EA4T钢(25CrMoA钢)车轴1/2半径处的组织必须为马氏体+贝氏体组织,因而对奥氏体冷却过程中组织转变参数的确定将对25CrMoA钢生产实际中的加热、冷却工艺的制定具有较强的指导意义.此外,末端淬火法是目前在生产现场通过测定钢加热奥氏体化及末端淬火后的硬度-端淬距离关系曲线(即钢的淬透性曲线[8])来指导热处理生产的一种常用方法.由于组织和硬度往往不是精确地一一对应,因而,也就很难根据25CrMoA钢的淬透性曲线来确定1/2半径处组织为马氏体+贝氏体组织时车轴的热处理规范.鉴于此,本文仍将采用末端淬火法,通过结合金相分析以及传热学理论来确定25CrMoA车轴钢的奥氏体冷却转变参数,不但为生产实际中25CrMoA钢车轴热处理工艺的制定提供试验依据,而且也尝试为奥氏体冷却转变特征的研究提出一种新的方法.

图1是智能光纤配线架(ODF)的系统架构图。一个智能光纤配线架包括若干个智能光纤托盘,多个智能的光纤托盘通过485总线连接单元控制器,单元控制器通过蓝牙连接手机。手机可通过蓝牙实时采集每一个智能光纤托盘活动连接器上的光纤信息,并将采集的数据通过Internet上传到远程计算机;也可以接收远程计算机下发的任务,并通过蓝牙下发到智能光纤配线架的每一路智能光纤托盘,智能光纤托盘通过LED指示灯指引操作人员完成光纤跳接任务。从而实现ODN光纤数据的远程采集和工作指引。

1 实验材料及方法

实验所用25CrMoA钢化学成分如表1所示.

表1 25CrMoA车轴钢的化学成分

元素质量分数/%元素质量分数/%元素质量分数/%C0.25Cr1.09P0.007Si0.32Mo0.20V0.01Mn0.85S0.006FeBal

在PCY型高温卧式膨胀仪上对尺寸为Φ10 mm×50 mm的25CrMoA钢试样进行了热膨胀曲线的测试.测试时,加热速度为5℃/min.根据试验所得的膨胀值-温度曲线,对突变点用切线法确定出25CrMoA钢加热时的相变临界点[9].

按照国家标准《GB/T225- 2006钢淬透性末端淬火实验方法》[10]的要求,在DZJ-I型端淬机上对25CrMoA钢试样进行了末端淬火实验(简称端淬实验,下同),奥氏体化温度为880℃.将端淬后的试样表面沿平行轴线的方向分别磨制出深度为0.4~0.5 mm的两个互相平行的平面.并在LC- 200R型数显洛氏硬度计上,测试了其平面上距水冷端不同距离(简称端淬距离,下同)处的硬度,从而可绘制出25CrMoA钢的硬度-端淬距离关系曲线.随后对端淬试样的硬度测试平面进行研磨、机械抛光并用4%硝酸酒精浸蚀,制备出金相试样.采用OLYMPUS BX41M金相显微镜对25CrMoA钢端淬试样上不同端淬距离处的金相组织进行了观察,同时根据金相组织上开始出现5%~10%含量的贝氏体、铁素体和珠光体来确定各组织转变开始时的端淬距离.由于不同的端淬距离对应不同的冷却速度,因此,根据各组织转变开始时的端淬距离以及传热学理论分析,就可以计算出各组织转变的冷却速度.

2 实验结果

2.1 25CrMoA钢加热时临界点的测定

图1为25CrMoA钢的热膨胀曲线.由图1的热膨胀曲线可知,25CrMoA钢加热转变临界点Ac1Ac3分别为758℃和841℃.

图1 25CrMoA钢的热膨胀曲线

2.2 不同端淬距离处的硬度

图2为25CrMoA钢端淬后的硬度与端淬距离关系曲线.从图2中可以看出,随着端淬距离的增加,硬度先快速降低而后趋于平缓,开始趋于平缓的端淬距离约为37.2 mm.硬度之所以出现这样的变化趋势主要与不同端淬距离处的冷却速度不同,进而导致所获得显微组织不同有关.

图2 不同端淬距离处的硬度曲线

2.3 不同端淬距离处的组织

图3为25CrMoA钢端淬试样上各组织开始出现时相对应端淬距离处的金相组织.从图3中可以看出,在端淬距离2.9 mm以内,全部为低碳板条马氏体组织(图3(a)为端淬距离为1.5 mm处金相组织).而在端淬距离为2.9 mm时,除了有板条马氏体组织之外,开始有羽毛状贝氏体组织的出现(如图3(b)所示).随着端淬距离的继续增加,马氏体组织减少,贝氏体组织数量增多.在端淬距离为7.7 mm时,除了有马氏体和贝氏体组织外,开始有等轴状白色铁素体组织的出现(如图3(c)所示).在端淬距离为8.5 mm时,开始有团状黑色珠光体组织的出现(如图3(d)所示). 在端淬距离为37.2 mm时,马氏体和贝氏体组织消失,组织为铁素体和珠光体(如图3(e)所示).对比图2和图3分析可知,在端淬距离0~37.2 mm范围内,正是由于马氏体含量的快速下降导致硬度下降明显,而在端淬距离37.2 mm以后,由于组织基本上均为铁素体和珠光体,因而硬度变化不明显.

(a) 1.5 mm

(b) 2.9 mm

(c) 7.7 mm

(d) 8.5 mm

(e) 37.2 mm

图3 25CrMoA钢不同端淬距离处的组织

分析方法则是将不同鱼粉产品的质量指标数据进行统计分析,以总结鱼粉质量评价指标的变化规律、探讨适宜的评价指标种类和指标值,以及筛选判定不同鱼粉产品类型的有效指标等为主要目标和分析方向。旨在探讨判定鱼粉真实质量水平和质量状态的有效指标筛选和合适的指标值。

3.1.1 EOLDs的第一原则:即患者可以自主决定,并在医生告知病情、预后等情况下,医护人员和患者家属必须尊重患者自由表达对治疗和护理的意愿[21]。鉴于危重患者在疾病的情况下大部分患者无法自主决定[22],可由代理人替患者做EOLDs。代理人是指患者授权的代理人、配偶、父母、成年子女、兄弟姐妹,此为大多数国家对患者代理人顺序的规定[23]。各个国家法律不同,导致EOLDs具体实践不同。

3 讨论

由2.3节结果可知,25CrMoA钢试样端淬后,在端淬距离分别为2.9、7.7和8.5 mm时,则先后开始有贝氏体、铁素体和珠光体组织的出现,并在端淬距离达到或超过37.2 mm时,基本上均为铁素体和珠光体组织.由于不同的端淬距离具有不同的冷却速度,因而,可以根据贝氏体和铁素体开始出现的端淬距离,得到马氏体和贝氏体的最小临界冷却速度,以及根据珠光体开始出现的端淬距离,得到铁素体和珠光体同时开始出现的最大临界冷却速度.但对于25CrMoA钢马氏体和贝氏体组织转变、以及铁素体和珠光体同时开始出现的临界冷却速度是多少,到目前为止,还未见有文献直接采用端淬实验来获得的报道.为此,本文希望借助于端淬实验的结果,通过相关传热学理论进行分析和计算得到25CrMoA钢880℃加热保温端淬后不同组织转变的临界冷却速度,以及根据相关文献获得25CrMoA钢水中淬火时钢棒1/2半径处具有马氏体+贝氏体的临界冷却直径.

25CrMoA钢在端淬时,符合端淬试样连续冷却传热模型中的两个假设[11]:一是假设25CrMoA钢试样与空气换热时为薄材;二是假设25CrMoA钢试样与水流换热时为半无限体.试样端淬后端淬距离X处的温度和冷却速度分别可以表示为:

《化妆师的就业指导》 熊琴指出随着经济发展和社会进步,大众对美的追求日益强烈,同时受到近几年的日韩欧美各种流行文化的影响,使更多爱美人士走在了追求美的道路上,随着审美需求的不断加大,大众对自己的形象要求也越来越高,于是也使得一些化妆培训机构如雨后春笋一般应运而生,在全国遍地开放,广招生源,这也出现了一个问题短期的化妆培训机构没有办法对化妆师进行系统高素质的培训练习,造成了化妆师专业素质的层次不齐。

(1)

(2)

式中,Tf1 为空气介质温度,取25℃(298 K);TS为加热保温温度(K);∂为对流换热系数(W/(m2·K));其中,为试样的高度,标准为0.1 m;ρ为物体密度(kg/m3);R为试样的半径,标准试样半径R=0.012 5 m;X为端淬距离(10-3 m);a为导温系数为导热系数(W/(K·m));Tf2为冷却开始时距水冷端0 mm处被立即冷却至水的温度,取25℃称为误差函数.

一般地,对于奥氏体各种组织转变的临界冷却速度通常是用与相对应的组织在C曲线中孕育期最短温度处的切线斜率来表示.而根据文献[12]的计算公式和表1的化学成分,可以分别计算出贝氏体、铁素体和珠光体孕育期最短时所对应的温度分别为454、634和675℃.此外,2.3节的实验结果显示,贝氏体、铁素体和珠光体开始出现的端淬距离分别为2.9、7.7和8.5 mm.根据上述数据以及端淬距离X处的温度计算式(1),则可以分别计算出贝氏体、铁素体和珠光体开始出现时各自对应的误差函数的数值,然后通过文献[13]的误差函数表反查出的数值,进而得出25CrMoA钢端淬试样上开始出现贝氏体、铁素体和珠光体时各自从880℃分别冷却到454、634、675℃时所需的冷却时间分别为1.289、4.167、4.223 s.

[3]European Committee for Standardization (CEN).EN13261- 2009Railway Applications-Wheelsets and Bogies-Axles-Product Requirements[S]. Brussels: European Committee for Standardization,2010.

将从880℃分别冷却到各种组织开始出现所需的时间以及25CrMo钢相关的热物性参数代入冷却速度计算式(2)中,而最终获得25CrMo钢端淬试样在各种组织开始出现的端淬距离上分别对应孕育期最短温度处的冷却速度,即25CrMo钢奥氏体冷却过程中各种组织的临界冷却速度.根据文献[14]所给出的25CrMo钢热物性参数数据,利用插值法可以分别求得25CrMoA钢在454、634、675、880℃时的热物性参数数据,其数值列于表2中.为了方便计算,式(1)和式(2)中的25CrMoA钢热物性数据取奥氏体加热温度880℃分别与454、634、675℃时热物性数据的算术平均值.这样,最终计算出的25CrMoA钢马氏体的临界冷却速度为127℃/s(对应于端淬距离2.9 mm的位置);贝氏体的临界冷却速度为44℃/s(对应于端淬距离7.7 mm的位置);开始有铁素体和珠光体出现的临界冷却速度为43℃/s(对应于端淬距离8.5 mm的位置).

灯桩桩体采用北海航标处研发的玻璃钢聚脲桩体(标准化),与定制基础预埋件相连。桩体由玻璃钢内衬角钢结构骨架,表面喷涂聚脲层而成,桩体呈圆柱形,壁厚约6mm,高度、颜色可定制,桩体由底部、中部段、和上部,通过法兰连接成形,灯桩底部直径现有0.8m和1.8m两种规格,中部段直径0.8m,高1.6米,有若干节组成,上部为工作平台段,直径1.5m,围栏高1.2m,平台设计有电池箱、太阳能板架、灯器柱。桩体设置防盗门、内置玻璃钢爬梯,设有避雷及排水系统。北海航标处标准化灯桩(图1)

表2 25CrMo钢的热物性参数

温度T/℃热导率λW/(m·℃)定压比热CpJ/(kg·℃)密度ρkg/m345440.13641782063438.38767782067538.21790782088036.938017820

此外,根据25CrMoA钢试样端淬后、在端淬距离为7.7 mm时开始有铁素体出现的结果,以及文献[15]中端淬试样不同端淬距离同钢棒1/2半径处的对应关系,可以获得25CrMoA钢880℃淬火时,其钢棒1/2半径处获得马氏体+贝氏体的临界直径约为48 mm.

4 结论

[5]邹静,雷晏,梁益龙,等.国产高速重载列车车轴用钢EA4T的冷脆转变温度测定[J].现代机械,2011(2):79- 80.

(2)25CrMoA钢880℃加热冷却时,马氏体和贝氏体的临界冷却速度分别为127和44℃/s,而当冷却速度低于43℃/s时,开始有珠光体和铁素体组织的出现;

(3)880℃淬火时,25CrMoA钢钢棒半径1/2处获得马氏体+贝氏体组织的临界冷却直径约48 mm.

[1]边书.高铁用25CrMo车轴钢淬透性的研究[D].沈阳:沈阳理工大学,2012.

参考文献

[2]CHADWICK S G, ZHOU N, SAAT M R. Highway-rail grade crossing safety challenges for shared operations of high-speed passenger and heavy freight rail in the U.S.[J].Safety Science,2014,68(10):128- 137.

该项目施工主要是对有盖重情况下的坝基固结灌浆,其中,深度在10.0m以上的部分岩体采用低压灌浆方式,深度10.0m以下采用固结灌浆施工。孔位布置如图1所示。

[4]傅成骏,李芷慧,朱瑾陶,等.EA4T车轴钢热处理冷却转变特性的研究[J].机车车辆工艺,2009(3):1- 3.

(1)25CrMoA钢加热过程中转变的临界温度为Ac1=758℃,Ac3=841℃;

5.大力提高社会发展领域科技支撑能力。充分发挥黄河三角洲可持续发展研究院的平台作用,构建可持续发展信息资讯服务、技术人才公共服务、技术研发公共服务、技术投资融资服务等四个平台,满足社会对可持续发展领域的技术、人才和成果需求,打造黄河三角洲地区的“点子库”“人才蓄水池”和“创新发展风向标”。要按照国家科技惠民计划的要求,启动实施科技惠民行动计划,围绕人口健康、生态环境、公共安全等重点民生领域,引进、研发和转化一批先进适用的关键共性技术,发展壮大民生科技产业,强力推进“科技创安示范城”建设,让全市人民真切地享受到科技进步带来的实惠和便利。

[8]LUND ,THORE. Measurement and prediction of Jominy hardenability[J]. Scandinavian Journal of Metallurgy, 1990,19:227.

第二,从理论的高度论证语言政策制定的发展取向。即从管理取向到服务取向的转变;从语言能力取向到语言安全取向的转变;从语言规划取向到语言战略取向的转变。取向的转变具有鲜明的时代特征,是公民和国家语言文字能力提升的阶段性标志,凸显了语言政策理论的引领性和前瞻性。

[7]覃作祥,李芷慧,周鹏.25CrMo4钢先共析铁素体转变及其对力学性能的影响[J].大连交通大学学报,2011,32(5):62- 66.

[6]郑业方,杨军,苏立武,等.热处理工艺对EA4T钢车轴组织与性能的影响[J].金属热处理,2011,36(12):38- 40.

[9]徐光,王巍,张鑫强,等.金属材料CCT曲线测定及绘制[M].北京:化学工业出版社,2009.

粒粒突然很伤感,她喜欢旅行吗?不,她只是喜欢那种被陌生环抱的感觉,喜欢在美景中徜徉,好像自己不属于尘世。

[10]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T225- 2006钢淬透性的末端淬火试验方法[S].北京:中国标准出版社,2006:3- 5.

[11]丁志敏,左丽丽,赵晶,等.ZGMn13高锰钢950℃水韧处理的可行性[J].材料热处理学报,2013,34(12):132- 133.

[12]胡景豫.低合金高强度钢的组织和性能的优化[M].哈尔滨工程大学,2011.

[13]《数学手册》编写组.数学手册[M].北京:高等教育出版社,1979.

[14]李益华.车轴锻造应力演变及热处理残余应力研究[D].长沙:中南大学,2013.

[15]吴季恂,周光裕,荀毓闽.钢的淬透性应用技术[M].北京:机械工业出版社,1994:242- 245.

宋佳,张银凤,刘晓军,于善伟,丁志敏
《大连交通大学学报》2018年第02期文献

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