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高锰钢爆炸硬化

一、前盲 优质高锰钢是含锰11一14肠,含碳1.。一1 .4肠的一种耐磨钢。通常高锰钢铸件经水韧处理后具有很高的韧性、延性、良好的拉力以及极高的抗剪强度。在冲击载荷作用下高锰钢表面变硬使其耐磨,而其内层金属仍保持原有的韧性和延性.高锰钢这一重要特性,使它在矿山设备的制造中获得广泛地应用。但高锰钢在使用初期由于表面较软、耐磨性差而磨耗较大,因此,采用爆炸硬化方法对高锰钢零件进行表面预硬处理,具有重要的实际意义。高锰钢铸件爆炸硬化早在60年代美国列为专利,而后在英、苏等国相继开展研究。他们使用的炸药是粉状炸药和以PETN为基的柔性薄片炸药,爆炸硬化处理的工件是整铸辙叉,表面硬度可提高到~HB400。中国科学院力学所采用以RDX为基的塑性板状炸药和橡胶板状炸药对整铸高锰钢辙叉也进行过详细的研究〔1,2〕,爆炸一次表面硬度可达~HB33。一350,爆炸两次可达~HB37o一400. 目前国内外爆炸硬化所使用的炸药比较昂贵,对于需要大面积...  (本文共5页) 阅读全文>>

《科技创新与生产力》2018年02期
科技创新与生产力

高锰钢爆炸硬化数值模拟

由于爆炸硬化的过程是一个瞬时变化过程,且炸药爆轰的过程极其复杂,因此如果通过试验方法来研究工艺条件的改变对爆炸硬化动态参数及硬化质量的影响,则常常需要进行大量的试验和繁琐的分析,耗费人力、财力,周期一般较长。使用数值模拟的方法对爆炸硬化过程进行研究,可有效减少试验的次数,大大降低试验成本。同时数值模拟可以清晰地再现爆炸硬化过程,且能够给出很多在爆炸硬化试验条件下无法测试的动态参数,如爆轰波压力、最大等效塑性变形等。因此,采用数值模拟的手段来研究爆炸硬化过程具有十分重要的意义。笔者利用ANSYS/LS-DYNA瞬态显式动力学分析软件对高锰钢爆炸硬化过程进行了数值模拟,建立了三维实体模型和有限元模型,清晰、完整地再现了爆炸硬化过程中炸药爆轰波的传播以及爆轰波产生的压力在高锰钢辙叉中的传播。文中通过观察高锰钢爆炸硬化前后动态参数的改变,分析了爆炸硬化对高锰钢下沉量、硬化深度以及力学性能的影响,为以后爆炸硬化工艺条件的优化提供了重要的指...  (本文共3页) 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

高锰钢爆炸硬化专用炸药与硬化机理的研究

高锰钢具有优良的加工硬化、较高强度和韧性等特性,已被广泛用于铁路辙叉和相关的工程机械上。但由于高锰钢在服役初期的磨耗较大,并且产生严重的压溃塑性变形现象,从而降低了高锰钢的使用寿命。为了提高高锰钢的使用寿命,人们利用爆炸硬化技术来提高高锰钢表面硬度,从而保证内部的高强度和高韧性,可满足特殊工件的需求。目前,在一些西方发达国家,经爆炸硬化用的高锰钢爆炸已得到广泛应用,而我国还没有正式使用爆炸硬化后的高锰钢辙叉,同时,人们对高锰钢爆炸硬化机理还存在较大分歧。因此,系统研究高锰钢爆炸硬化机理,对我国早日使用爆炸硬化高锰钢辙叉具有重要意义,可产生很好的社会效益和经济效益。本文利用试验观察、理论分析和数值计算相结合的方法,在自制新型爆炸硬化用炸药的基础上,从高锰钢爆炸硬化后硬度增加量与爆炸硬化次数之间的关系、炸药爆轰参数对高锰钢爆炸硬化效果的影响、高锰钢爆炸硬化的数值模拟、高锰钢爆炸硬化机理、爆炸硬化后高锰钢力学性能的变化规律以及爆炸硬化...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

长寿命高锰钢辙叉的研究

本文首先对我国实际铁路线路上使用失效的158组高锰钢辙叉进行统计,分析高锰钢辙叉失效规律;对10棵高锰钢辙叉的实际使用情况进行跟踪测试,研究辙叉工作表面断面相貌、表面硬度和外形尺寸在服役过程中的变化过程;解剖失效高锰钢辙叉,研究其亚表层的硬度分布、微观组织结构以及微观纳米力学性能的演变规律。在实验室高温管式炉中,利用吹氮和变质复合处理方法对高锰钢钢液进行精炼处理,在此结果的基础上,研究纯净致密高锰钢辙叉的制造工艺技术。同时,对模拟高锰钢辙叉心轨的小试样进行爆炸硬化试验,研究高锰钢爆炸硬化工艺参数及其材料行为,由此,对高锰钢辙叉进行爆炸硬化处理。将纯净致密高锰钢辙叉和爆炸硬化处理的高锰钢辙叉分别上道试验,并得到了广泛的应用。结果表明:高锰钢辙叉失效分为三个阶段,变形磨损、摩擦磨损和疲劳磨损。疲劳辙叉亚表层内存在与踏面平行的裂纹群,裂纹群形成位置在亚表层深度2~3.5mm范围内。提高高锰钢辙叉使用寿命的途径是提高其内在质量、增加其初...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

中北大学
中北大学

高锰钢爆炸硬化技术研究

道岔是铁路轨道结构的关键部件,是使列车从一股轨道转到另一股轨道所必须的线路设备。随着列车运行速度的日益提高,道岔主要部件磨损严重,针对这一现状,急需寻求一种新的生产和加工工艺,用于提高道岔材料的耐磨性能。多年来人们一直设想如果能在高锰钢铸件使用之前在钢的表面形成一个具有一定硬度和深度的硬化层,则高锰钢铸件的耐磨性必然可以提高。高锰钢变形后硬度很高而且要求硬化层比较厚,用一般的生产加工硬化的方法是无法形成的。而爆炸硬化却能在极短的时间之内以巨大的能量和压力作用到钢的表面上,使其硬化,达到使用要求。本文通过对高锰钢材料进行爆炸硬化处理,然后对其组织和性能进行分析,提出了高锰钢材料爆炸硬化的微观机制。对同种炸药相同药量分两次爆炸和一次爆炸的效果进行比较,发现采用二次爆炸比一次爆炸无论表面强度还是硬化深度都有明显改进。同时对硬化前、后高锰钢的撞击磨损性能进行了测试。实验表明:在低硬度磨料(玻璃砂)撞击磨损时,爆炸硬化使高锰钢的撞击耐磨性...  (本文共47页) 本文目录 | 阅读全文>>

《矿冶工程》2007年05期
矿冶工程

爆炸硬化对高锰钢冲击磨损性能的影响

爆炸硬化是利用炸药爆炸瞬间产生的高能量冲击波作用待爆工件,改善和提高工件的机械性能,现已广泛用于矿山、铁路等工件的硬化处理上。目前,爆炸硬化主要对高锰钢工件进行处理,使高锰钢的表面和一定深度范围内产生硬化效果,进而改善其耐磨性,延长工件的使用寿命[1]。关于爆炸硬化用炸药、爆炸硬化机理和理论的研究已取得一定的成果[2~8]。但仍存在以下问题:①爆炸硬化效果未达到最佳值;②爆炸硬化的应用还不广泛;③适合爆后高锰钢工件使用的工况条件研究太少。作者以鹅卵石为磨料,在MLD-10动载磨料磨损试验机上对比研究了爆炸硬化处理前、后高锰钢的冲击磨粒磨损性能,以探讨爆炸硬化对高锰钢冲击磨损性能的影响,为深入研究爆后高锰钢在冲击载荷下的磨损行为及其应用提供参考。1试验材料和方法1.1试验材料本次试验用高锰钢的化学成分和爆炸硬化处理前高锰钢(爆前高锰钢)、爆炸硬化处理后高锰钢(爆后高锰钢)的机械性能分别如表1、表2所示。爆前高锰钢的化学成分与硬度符...  (本文共4页) 阅读全文>>