65锰冷轧钢板
为研究刨削式吸能结构用45号冷轧钢板在不同应变率和不同温度下的力学行为,对该材料进行实验与本构模型研究。开展在不同应变率下(10-4 s-1～1 500 s-1)和不同温度下(300～600℃)的拉伸实验。研究结果表明:刨削式吸能结构用45号钢为应变率敏感型材料。随着应变率的提高,材料屈服强度和极限强度有着明显提高,而温度升高则会使材料软化降低材料强度。基于实验结果,建立Johnson-Cook(J-C)本构模型来描述材料流变应力与应变率和温度之间的关系,并对温度软化参数进行线性修正,对率敏感性参数进行了二元二次回归修正。误差分析表明修正后的J-C本构模型在预测不同应变率下材料的力学特性时有更高的精确度。
在45号冷轧钢板表面制备了3种Ni-W-Si激光熔覆涂层,并对比研究了涂层的微观组织及性能。结果表明,Ni-W-Si激光熔覆涂层的物相由W、WSi2、W5Si3、以及（Fe,Ni）固溶体组成,与基体45号钢相比,涂层的硬度较高,机械零件表面的耐磨性大幅度提高。但是,随着涂层中W含量的降低,涂层硬度下降,磨损量增加。
45号钢具有塑性韧性好、强度高、回收率高的优良特点,在不同的热处理下可以得到优异的物理性能和机械性能,广泛应用于各种武器装备零部件的加工制造。本文以某武器装备零部件为出发点,基于2000k N通用液压机,设计加工了液态模锻成形模具。选择液态模锻模拟软件Pro CAST对金属液充型过程进行了模拟分析,优化液态模锻成形的各工艺参数,研究了不同条件下制件可能出现的缺陷状况,模拟分析了金属液浇注温度等工艺参数对成形的影响规律。设计了成形试验方案,研究了金属液浇注温度、模具预热温度和保压时间等工艺参数对成形件的微观组织和力学性能的影响规律,确定最优金属液浇注温度为1540℃~1560℃之间,最优模具预热温度为300℃~350℃之间,确定最佳保压时间为35s~40s之间。
对成形件质量问题进行总结,分别是冷隔和浇不足、表面裂纹、气孔等缺陷和内部缩松缩孔,通过提高保压时间、控制金属液温度和模具温度、改变模具润滑等方法加以解决。分析制件不同位置组织结构和力学性能,中间圆盘法兰处组织比较致密,晶粒分布均匀,性能最好;制件底部中心处容易出现缩松缩孔,力学性能相对较低;制件侧壁易出现显微裂纹,影响成形件的使用寿命。对拉伸试样断口形貌进行观察分析,断口存在大量的韧窝和一定的显微孔洞,部分位置分布着沿晶断裂,总结断裂机理主要为韧性断裂,附带一定程度的解理断裂。综上所述,液态模锻成形出来的45号钢制件组织致密,强度指标、硬度指标及摩擦系数等要高于原材料的各项指标;但由于制件凝固过程中枝晶偏析、钢液质量恶化、非金属夹杂物的存在,其塑性指标要比原材料的低。
