42crmo钢板

   研究了冷却条件对42CrMo钢的组织和性能的影响。研究表明:随着冷却速度的增加,42CrMo钢组织变化依次是多边形铁素体组织、针状铁素体组织、上贝氏体和板条马氏体的混合组织。其中,针状铁素体使钢的组织细化、韧性提高。热温度过高,冷却速度快会形成网状铁素体组织,在高温区冷却速度慢会形成块状铁素体组织。这两种组织使钢的力学机械性能降低。 

    根据 4 2CrMo钢的TTT曲线 ,对其钢贝氏体的转变过程进行了研究 .利用光学显微镜、扫描电子显微镜对试样进行组织观察 ,并用洛氏硬度计对试样的硬度进行了***测量 .结果表明 ,在 5 4 0℃等温淬火得到典型的无碳贝氏体组织 ;在 5 0 0℃等温淬火得到贝氏体铁素体束相互平行分布的上贝氏体组织 ,同时有少量的无碳贝氏体组织的混合组织 ;在 4 6 0℃等温淬火得到羽毛状上贝氏体组织 ,同时还有一定的下贝氏体组织 ;在 35 0℃等温淬火得到典型的下贝氏体组织 .同时发现等温淬火温度相同的试样的硬度值均随等温时间的延长而降低 .此外 ,受化学成分不均的影响 ,贝氏体铁素体条分布也明显不均 ,在碳含量低的区域容易形核和长大 

     42CrMo钢属于中碳高强度合金钢,作为高速列车车轴等构件的原材料,是负担列车质量的关键部件。在运行中承受冲击和旋转弯曲等多项复杂应力以及恶劣的工作环境。作为列车运行至关重要的部件,车轴材料除了考虑承受正常的设计载荷外,在当前形势下更需要考虑冲击载荷的作用。本文包括采用RPL100设备完成材料的准静态压缩实验;采用MTS-858微力拉扭试验机完成材料的准静态拉伸实验;采用分离式霍普金森压杆设备(SHPB)完成材料的冲击压缩实验;采用分离式霍普金森拉杆设备(SHTB)完成材料的冲击拉伸实验;采用Zeiss Axio Scope.Al.光镜完成42CrMo钢不同加载应变率下的微观组织观察实验。实验结果表明,42CrMo钢,作为典型的BCC金属材料,在宽应变率范围内具有典型的高应变率及温度敏感性,同时在冲击加载实验中,出现绝热剪切的变形机制,对材料塑性变形产生重要作用。

     针对材料在冲击实验中显示的高应变率相关性,采用位错理论对42CrMo钢变形机理进行解释,并改进了 Zerilli-Armstrong模型,引入绝热温升软化项,因为Zerilli-Armstrong模型本身在应变硬化率上的独立性,使得改进后模型,在表征材料应变硬化、温度软化以及应变率效应时可以很好的耦合。为了验证改进的Zerilli-Armstrong模型的合理性和适用性,分别采用不考虑绝热温升的Zerilli-Armstrong模型和引入考虑绝热温升这一不容忽视因素的Zerilli-Armstrong模型,参数优化后获得的理论曲线与冲击实验结果进行比较。得出改进的Zerilli-Armstrong模型,可以很好地描述及预测不同应变率下42CrMo钢的流动应力。针对42CrMo钢材料显示出的典型BCC金属特性,采用热激活位错理论对材料塑性变形机理进行解释,认为造成准静态到动态力学性能不同的原因在于,不同的滑移系开动条件以及Peierls势垒的高率敏感性。对基于晶体塑性理论的本构模型进行了研究,结合BCC金属塑性变形机理,在剪切变形率演化中引入宏观应变率项,在硬化演化中引入绝热温升软化项。经验证,模型对模拟多晶下准静态实验结果体现出很好适应性,同时,模拟多晶下冲击实验结果也能很好体现应变率效应及热软化效应。