42crmo圆钢45号钢板

  采用调质态的42CrMo钢作为基材在530℃,在N2比例为3%和80%的两种氮氢混合气体中进行离子氮化,获得了两种具备不同化合物层的试样,化合物层分别是ε+γ’复合相以及γ’单相。并在基于能量控制的冲击磨损试验机上考察了不同离子渗氮工艺对42CrMo圆钢冲击磨损行为的影响。结果表明:氮化试样的硬度更高,其冲击力峰值和冲击能量吸收率均低于42CrMo圆钢基材试样,离子氮化显著提高了42CrMo钢的抗冲击磨损性能。与γ’单相试样相比,ε+γ’复合相试样由于更高的硬度和更优良的冲击动力学响应,显示出更强的抗冲击磨损性能。42CrMo钢的冲击磨损机制为塑性变形、剥层磨损和氧化磨损,氮化试样的冲击磨损机制为疲劳剥落、轻微的磨粒磨损和氧化磨损,离子氮化显著减轻了42CrMo钢在冲击磨损中的剥落和氧化,γ’单相试样磨痕的氧化程度还要轻于ε+γ’复合相试样。 

   提出了一种基于斜轧原理的块体超细晶棒材剧烈塑性变形（SPD）成形法,称为3D-SPD法:利用特殊曲面锥形轧辊及导板,坯料从轧辊直径大端咬入,采用超大送进角及径缩率等变形参数,构建了剧烈扭转压缩复合变形区,单位成形载荷为兆帕级,可实现块体等效应变大于6.5的SPD。建立了基于Oyane损伤准则的裂纹萌生控制模型,通过对不同变形条件下轧件心部损伤值的优化,有效抑制了Mannesmann效应（ME）,避免了裂纹的萌生。理论及实验证明:当辊面锥角5°、送进角24°、径缩率50%、温度700℃、椭圆度系数1.02以及轧辊转速40 r/min时,采用单道次轧制方式,可将直径50 mm的45钢轧制为直径25 mm的超细晶棒材,平均晶粒尺寸从46μm细化至约1μm,屈服强度和抗拉强度分别提升46%和42%。 

   为探究不同形式的微织构对于柴油发动机活塞裙部表面摩擦特性的影响,在考虑惯性效应的条件下,基于CFD方法,利用Navier-Stokes方程建立了织构化试样流场的二维仿真分析模型。利用磨床在试样表面加工出规律单向条状纹理,采用激光打标机在45号钢板表面制备三角微织构凹坑,并在MMW-1A立式能摩擦磨损试验机上对织构化45钢进行摩擦试验。织构化流场的数值模拟试验结果表明:在织构化流场存在流体惯性效应,使得流场获得额外的承载力;条状纹理与三角微织构凹坑之间的流场存在惯性效应的"叠加"效应,能够获得更高的承载力。摩擦试验结果表明:带有条状纹理的上试样能够有效降低摩擦过程初始阶段的摩擦系数,缩短摩擦副达到稳定磨损状态的时间。摩擦试验结果较好地证明了数值模拟试验的准确性。