王洪荣[1]2002年在《非调质钢连杆试验研究》文中研究表明本文通过理论分析计算论证了非调质钢应用于WD615柴油机连杆的可行性,尔后又通过一系列试验:热加工工艺试验、理化试验、疲劳强度试验、机械加工切削试验、装机台架试验等证实该理论分析的正确性。全文共分为五章:第一章,概论。项目的来源、必要性及要达到的目的。第二章,WD615柴油机连杆非调质钢的选材。适应于WD615柴油机连杆的性能要求的非调质钢的选择。第叁章,WD615柴油机非调质钢连杆计算。将连杆的结构定义为:小头,杆身和大头,分别分析WD615柴油机标定工况连杆小头、连杆杆身、连杆大头的受力并分别对其进行强度计算。第四章,WD615柴油机非调质钢连杆工艺试验研究。第一部分热加工工艺试验及研究,通过锻造工艺试验确定出如下工艺参数:加热温度为1150℃-1200℃,冷却方式为室温下,传送带上自然冷却至500℃堆冷。第二部分理化检验,对非调质钢YF38MnVS进行化学成分和金相组织进行检验。第叁部分,疲劳强度试验。将试验零件加工成合格的产品,按ZQ/J3033-87货源鉴定标准之规定,我厂自制的非调质钢连杆应按PV-M03-04标准进行疲劳试验。第四部分,机械加工切削试验研究。该试验是在615厂现有的设备、工装、刀具、工具、量具切削参数等不变的情况下与调质钢进行对比试验的,以利于鉴定其机械性能的优劣。第五部分,装机台架试验验证。将加工成合格的产品试验零件装机进行1000小时柴油机耐久强化试验,通过试验证明WD615柴油机非调质钢连杆性能可靠。第五章,结论。经过对WD615柴油机非调质钢连杆理论分析及试验验证,是可行的,且有较好的经济效益和社会效益,具有一定的推广价值。
王桂英[2]2007年在《调质钢与非调质钢性能与微观组织的研究》文中指出超塑性与塑性研究所的建所模式,是按照我的导师宋玉泉教授提出的“科、教、产一体化”模式进行的。科是指科学研究,教是指人才培养,产是指面向经济建设,要对生产力的发展有所贡献。本论文是本着导师宋玉泉教授关于“科、教、产一体化”的思想,对调质钢与非调质钢就工艺与组织结构、性能之间的关系进行对比性研究,为实际生产提供了一定的参考性结论。二十世纪七十年代以来,应提倡节约能源的需要,世界各国相继开始研制非调质钢,使用非调质钢制造机械零件既节约了热处理工序,又减少了污染,同时降低了成本,深受制造业的青睐。非调质钢的应用领域随着各国研究的深入而不断扩大。其中非调质钢在汽车连杆上的应用是非调质钢的重要用途之一。在汽车连杆方面,我的导师宋玉泉教授在多年潜心研究的基础上,提出了自己的专利思想“连杆辊压塑性精成形的工艺和装置”,并在专利思想的指导下,申报了“汽车连杆辊压塑性精成形的新设备和新工艺”的国家科技攻关项目。本论文是调质钢与非调质钢性能与微观组织的对比研究,在广义研究调质钢热处理工艺、锻造工艺与性能、微观组织,非调质钢锻造工艺与性能、微观组织之间联系的基础上,结合研究所的科研课题,选用目前汽车连杆常用的调质钢材料和非调质钢材料进行具体的对比分析,为以后连杆生产工艺的制定提供参考,也为实际生产做一点贡献。
曹正[3]2007年在《汽车发动机连杆材料的现状及发展趋势》文中研究表明高强度、轻量化、低成本是汽车发动机连杆用材料的发展趋势,我国的发动机锻钢连杆制造技术与国外差距不大,但在连杆轻量化方面还相当落后。
刘攀, 李卫钊, 魏元生, 贾旭明, 史东杰[4]2015年在《中碳微合金非调质钢涨断连杆的开发》文中认为为提高发动机连杆性能,用中碳微合金非调质钢36MnVS4试制了发动机连杆,并对试制连杆的性能进行了检测。结果表明,试制的36MnVS4连杆的化学成分、显微组织、力学性能、疲劳性能、台架耐久性能和道路试验性能等性能不仅满足技术要求,且比高碳微合金非调质钢C70S6连杆的性能优异,可代替C70S6生产连杆,提高连杆性能。
张朝磊, 刘雅政[5]2017年在《汽车胀断连杆用非调质钢的应用现状与发展》文中进行了进一步梳理综述了胀断加工技术对连杆材料的特殊要求及胀断连杆用材料的发展现状,探讨了非调质钢胀断连杆组织性能控制的原理与策略。最后提出了扩大非调质钢应用的建议,强调应加强基础研究,揭示非调质钢的材料特性,特别是组织性能定量关系;强化"产学研用"结合,采用控锻控冷技术实现非调质钢胀断连杆组织性能的精确柔性系统控制。
宋玮峰[6]2017年在《36MnVS4/C70S6连杆裂解加工性能对比及缺口参数选择》文中研究表明连杆裂解工艺可大幅减少连杆机械加工的工序、降低制造成本、提高连杆制造精度和承载能力。裂解加工技术要求连杆不仅要有较高的刚度、强度和耐疲劳等综合机械性能,且裂解过程中不能产生较大的塑性变形,因而其材料也要满足上述要求,保证杆身和连杆盖有较好的啮合性能。本文以近年国内外广泛应用的连杆材料高碳微合金非调质钢C70S6和新型中碳微合金非调质钢36MnVS4连杆作为研究对象,以断裂力学和应力集中理论为基础,借助大型商业软件ANSYS/LS-DYNA,对两种典型材料连杆裂解过程进行数值模拟及对比研究,分析了新型材料36MnVS4连杆的裂解特性及易致缺陷。预制裂解槽是连杆裂解技术的关键工序之一,合理设计并高质量加工裂解槽对连杆裂解质量极为重要,论文对裂解槽几何参数的影响进行了分析并确定了较优参数,为连杆裂解技术的应用和新材料的推广奠定基础。论文基于连杆裂解的断裂模式和断裂力学基本原理,分析了裂解槽裂纹萌生的原因,给出裂解槽附近的应力应变解析表达式,结合小范围屈服线弹性断裂理论和断口微观形貌,确定最大主应力准则作为数值模拟分析中裂纹萌生与扩展的统一判据。进而对两种材料进行拉伸试验,获得材料应力应变曲线和力学性能参数;结合材料成分和金相组织,发现36MnVS4比C70S6的屈服强度和抗拉强度高,含碳量低,组织中铁素体较多且晶粒度较高,说明断面更易出现撕裂区。依据联合建模求解技术建立几何模型,并对其进行网格划分、边界条件设定、算法选择和关键技术处理。对两种典型连杆进行胀断加工过程有限元数值模拟,获得了起裂(前)时刻及裂纹扩展过程的主要力学量场分布规律,对比分析了两种材料连杆的裂解载荷、起裂点及起裂位置和起裂时间、起裂后裂纹扩展速度和稳定性、断裂后应力释放速度、塑性变形区及塑性变形量等关键信息。据此,对新型材料36MnVS4在裂解过程中易发生的问题进行初步评估。鉴于裂解槽设计的重要性,论文探讨了裂解槽几何参数对两种材料连杆裂解过程的影响规律。通过正交试验分析,获得了曲率半径、槽深、张角等裂解槽参数对裂解载荷的影响规律;为进一步分析裂解槽各参数对裂解载荷、起裂时间、应力集中程度的影响规律,对裂解槽参数进行了更深入的研究,最终确定了裂解槽参数较优值。初步分析了36MnVS4的易致缺陷及防范措施。
李晓辉[7]2018年在《中碳非调质连杆胀断缺陷与Nb微合金化研究》文中认为中碳非调质钢是为适应当今发动机高功率和轻量化发展研发出的,典型代表有36MnVS4和46MnVS5。与传统的高碳系相比,此类材料有更优异综合性能方面,正渐渐在发动机连杆用材方面占据越来越重要的地位,本文以中碳非调质钢36MnVS4和46MnVS5生产的连杆为研究对象,分析连杆在胀断过程中缺陷,并用Nb微合金化改善46MnVS5连杆的缺陷。主要研究工作与结论包括:对36MnVS4缺陷连杆显微组织、断口形貌观察和力学性能测定,其主要原因在于:组织均匀性差;出现大量贝氏体组织,其中,断口不齐和胀不断连杆的含量分别达到58.5%和70.6%;断口不齐连杆原奥氏体晶粒过细,晶粒度达到8.5~9.0级,远超过标准要求的≥6.0级;缺陷连杆表面都存在一定的脱碳层出现,深度为100~300μm;同时,缺陷连杆的塑性指标均满足要求,且富余量较大,断后面缩率达到52.4~57.8%。通过对46MnVS5缺陷连杆组织性能分析,研究表明,46MnVS5连杆的胀断缺陷的主要原因在于:组织均匀性差;胀不断、断口不齐连杆脱碳层厚度分别为100μm和120μm;胀不断连杆贝氏体组织含量平均达到86.5%;缺陷连杆的塑性指标均满足要求,且富余量较大,胀不断和断口不齐连杆断后面缩率分别为39.5%和43.8%。为改善连杆的胀断缺陷,研究分别添加0.02%和0.03%Nb对46MnVS5钢组织和性能的影响。将样品在900~1250℃保温1h,46MnVS5材料晶粒粗化温度约为950℃,含46MnVS5-0.02%Nb、46MnVS5-0.03%Nb晶粒粗化温度均为1000℃。0.02%和0.03%Nb可以提高晶粒粗化温度50℃,而两种Nb含量的钢材随温度升高晶粒尺寸变化趋势基本一致。不含Nb的材料最大脱碳层为869μm,含0.02%Nb的材料的最大脱碳层为809μm,含0.03%Nb的材料的最大脱碳层为779μm。一定范围内,随Nb含量的增加脱碳层深度呈现降低的趋势,Nb的加入可以起到减小脱碳层的作用。因此,0.03%Nb的加入对46MnVS5连杆的胀断缺陷的改善有更明显的作用。
刘雅辉[8]2014年在《发动机连杆热锻成形数值模拟及模具结构优化》文中研究指明连杆是轿车发动机的高性能零件之一,其作用是将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。连杆一般通过模锻工艺生产,锻件的力学性能和表面质量要求高、尺寸公差和重量公差窄。采用两模腔锻模生产发动机连杆不仅可以提高生产效率而且可以降低生产成本。但复杂的模腔布局容易使连杆锻件出现折迭、塌角等锻造缺陷。本文所述热锻连杆的材质为非调质钢SVDH20S1。连杆棒料中频感应加热之后直接进入模锻工序,且模锻之前无需辊锻制坯,模锻之后锻件无需热处理。然而,采用两模腔锻模生产连杆时,最大的问题在于控制成形载荷和锻件质量,同时锻造中模具磨损也不容忽视。解决这些问题的途径通常是借助数值模拟对连杆热锻工艺进行分析并对模具进行优化。基于有限元模拟分析了连杆热锻叁工序。首先,设计了双模腔连杆锻模并提出了模腔中心距、模腔旋转角和中心飞边仓深度叁个设计参数。其次,建立了叁因素二水平正交试验方案并使用DEFORM 3D软件执行模拟,结果表明:预锻1工序的成形载荷、折迭倾向和模具磨损深度在叁个工序中均处于最高水平;模膛中心距和模膛旋转角是影响成形载荷和锻造缺陷的主因素;中心飞边仓深度主要影响终锻模具磨损。采用响应面法对连杆预锻模具设计参数进行优化。使用中心复合设计法设计了试验方案,叁因素为模膛中心距、模膛旋转角和飞边厚度,两个响应为预锻1最大成形载荷和最大模具磨损深度。执行数值模拟并建立样本集合,通过拟合得到响应面模型。方差分析显示两个预测模型的精度均达到93%以上。以预测模型为基础,通过非线性算法进行若干次迭代,得到了两个响应最小化时的因素优化组合。根据优化结果对连杆锻模和坯料进行再设计和有限元模拟,结果表明:成形载荷和模具磨损深度显着降低,锻件无内部和外部缺陷,为连杆的模具设计和热锻生产提供了参考。采用UG软件分析了连杆锻模加工工艺并编制了锻模多轴铣加工的数控程序。最后,给出了连杆模锻生产线,并利用数控机床加工所得模具进行实际生产,获得了质量合格的连杆锻件。
黄秀敏, 高振久, 权仁泽, 曹正[9]1988年在《非调质微合金结构钢的研究》文中研究表明非调质微合金中碳钢45 V 和40 MnV 在热锻状态下的强度分别达到784 MPa 和882 MPa 以上,冲击韧性达到39 J/cm~2以上,40 MnV 的拉压疲劳强度达到352.8 MPa。用45 V 制作的CA-15曲轴的弯曲疲劳极限达到509.6 J,用40 MnV 制作的CA-15连杆拉压疲劳极限达到38.22 KN。零件装车道路试验50000 km 以上,最高达110000 km 未发生损坏.
周晓丽[10]2006年在《汽车连杆热处理及缺陷分析》文中研究说明本论文是吉林大学超塑性与塑性研究所承担的国家科技攻关计划项目“汽车连杆辊压塑性精成形的新设备和新工艺”的一个组成部分,按照导师所提出的“科、教、产”一体化的思路进行工作的。科是指科学研究;教是指人才培养;产是指面向经济建设,要对生产力的发展有所贡献。本论文是以我的导师宋玉泉教授的专利“连杆辊压塑性精成形的工艺和装置”为依据,在导师的指导下,完成了“汽车连杆热处理及缺陷分析”。连杆多为中碳钢或合金钢锻件,多为调质件,即钢件需要经过淬火、高温回火处理,而热处理过程中会有许多缺陷如淬裂、变形等等,且形成的缺陷避免和控制起来很难,所以调质钢连杆热处理过程既消耗人力、物力,又增高了制造成本,且容易造成环境污染,而且有时还需要使用价格较高的合金钢制造。非调质钢是伴随国际上能源短缺而发展起来的一种高效节能钢,用以代替传统的淬火回火[调质]热处理的碳素钢或合金结构钢。由于取消了淬火回火工序,与调质钢相比具有简化生产工艺流程,提高材料利用率,改善零件质量,降低能耗和制造成本的优点,因此调质钢连杆会逐渐被非调质钢连杆所代替。
参考文献：
[1]. 非调质钢连杆试验研究[D]. 王洪荣. 天津大学. 2002
[2]. 调质钢与非调质钢性能与微观组织的研究[D]. 王桂英. 吉林大学. 2007
[3]. 汽车发动机连杆材料的现状及发展趋势[J]. 曹正. 汽车工艺与材料. 2007
[4]. 中碳微合金非调质钢涨断连杆的开发[J]. 刘攀, 李卫钊, 魏元生, 贾旭明, 史东杰. 钢铁研究学报. 2015
[5]. 汽车胀断连杆用非调质钢的应用现状与发展[J]. 张朝磊, 刘雅政. 材料导报. 2017
[6]. 36MnVS4/C70S6连杆裂解加工性能对比及缺口参数选择[D]. 宋玮峰. 吉林大学. 2017
[7]. 中碳非调质连杆胀断缺陷与Nb微合金化研究[D]. 李晓辉. 青海大学. 2018
[8]. 发动机连杆热锻成形数值模拟及模具结构优化[D]. 刘雅辉. 上海工程技术大学. 2014
[9]. 非调质微合金结构钢的研究[J]. 黄秀敏, 高振久, 权仁泽, 曹正. 机械工程材料. 1988
[10]. 汽车连杆热处理及缺陷分析[D]. 周晓丽. 吉林大学. 2006