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考虑相差异的煤矿液压支柱缸体用27SiMn 钢组织性能预测

原文作者:
  贺静, 朱永丽
发布时间:
  2014-08-21
来    源:
  重庆工程职业技术学院机械工程学院
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摘要:利用JMatPro 软件模拟了液压支柱缸体用27SiMn 钢凝固和冷却过程的组织与性能。计算时,考虑不同相的组织性能差异,得到室温至熔化温度区间合金中主要相的热物理性能参数和部分力学性能参数,以及27SiMn 钢冷却过程的CCT 曲线。结果表明:27SiMn 钢奥氏体转变温度区间为716~838℃;在900~1453℃,存在MNS 相;在1414~1468℃,奥氏体含量开始减小,高温铁素体相增大。当温度低于731.64℃时,有渗碳体析出;当温度低于380℃时,有M7C3形成,室温平衡组织为铁素体+渗碳体+M3P+M7C3。
    27SiMn 钢是煤矿液压支架立柱的常用结构材料之一, 要求具有良好综合力学性能。目前, 有关27SiMn 钢的研究报道较多。例如,任鑫等[1-2]对比研究了7SiMn 钢化学镀Ni-P 和Ni-Ce-P 的性能,结论是Ni-Ce-P 镀层的耐蚀性明显优于Ni-P 镀层;李安铭等[3]采用试验方法研究了27SiMn 钢奥氏体逆相变亚温淬火的组织与性能;张太超等[4]研究了27SiMn钢临界温度淬火高温回火后的力学性能;李智丽等[5]研究了27SiMn 钢奥氏体连续冷却转变曲线,并结合金相一硬度法获得了该钢的连续冷却转变曲线(CCT 曲线)。上述研究都是基于传统实验手段,鲜有利用现代材料计算学理论对7SiMn 钢凝固和冷却过程中合金不同相的性能进行了计算。
    本文利用先进的材料相图及性能计算软件JMatPro, 对煤矿液压支架缸体用27SiMn 钢凝固和冷却过程进行分析计算,得出了相图、连续冷却转变曲线(CCT 曲线)以及不同温度下几种主要组成相的热物理性能参数和部分力学性能参数。研究结果不仅可为27SiMn 钢轧制和热处理过程的有限元仿真提供必要数据支持, 也可为其实际工艺规范的制订提供指导。
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