40Cr与QCr0.5固态焊中的等效压缩变形与应力应变

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40Cr与QCr0.5固态焊中的等效压缩变形与应力应变

ＨＷＴ焊接（３）ｗｅｌｄｉｎｇ
40Cr /QCr 0.5 固态焊中的等效压缩变形与应力应变
韩彩霞（威海职业学院机电工程系，山东威海２６４２１０）
摘要：对表面经激光淬火的４０Ｃｒ与ＱＣｒ０．５的固态压接的升温、保温过程中存在的等效压缩变形现象及其
产生进行了阐述，并在试验基础上对伴随等效压缩变形的应力应变进行了分析。结果表明：等效塑性压缩变形是
变化不大， σ１远小于 σｓ，故ｄｌ１仍为弹性变形。上
述过程将持续至试样温度升至Ｔｉ，此时压头约束
应力将增大为 σ０ｉ，而试样的 σｓ随温度的升高降
低至 σｓｉ，当 σｉ＝σｓｉ时试样将在已发生的弹性变形
的基础上开始产生塑性变形。继续加热升至Ｔｉ＋１＝
Ｔｉ＋ｄＴＩ，试样也应伸长ｄｌｉ＋１，但此时 σｉ＋１＞σｓｉ＋１，因而产
与ＱＣｒ０．５试样待焊端面磨平后对接!测其总长度Ｌ０!放入已升到试验温度Ｔ的炉内并迅速施加一定的预压应力 σ０!加热至试验温度并保温７．５ｍｉｎ后卸载空冷至室温，测其长度Ｌ０＇。在试样升温、保温过程中，每隔１５ｓ记录约束压力Ｐ的值。
焊件在升温、保温过程中受约束压力作用不能胀大而产生的塑性变形的累积，它提供了形成固相焊接接头所必需
的塑性变形。等效压缩变形使焊件在被约束方向上的尺寸保持恒定，而约束压力则在试样屈服极限的变化和应力
松弛的综合作用下发生增大、持平、快速减小直至缓慢减小的变化。
上压头
σ０
升温保温压接冷却

40CrT10A钢激光固相焊接工艺优化

40Cr/T10A钢激光预处理后固相焊接工艺优化赵宁1，杨蕴林1,2，王长生1，王文焱1，张柯柯1（1 洛阳工学院材料科学与工程系，洛阳471039；2 激光技术国家重点实验室(华中科技大学)，武汉430074）摘要：进行了40Cr/T10A钢激光表面淬火预处理后实施等温固相焊接的工艺优化试验。

结果表明，40Cr/T10A钢待焊接面经激光淬火预处理后，在750～780℃、预压应力20～56.6Mpa的条件下，仅需2.5～7.5min短时保温就可实现两种钢的异材固相焊接，接头强度达母材强度，且焊接变形很小。

其中以780℃、20Mpa预压应力下保温7.5min为较适宜的固相焊接工艺参数，焊后接头强度达母材强度，试样轴向变形仅1.2%。

关键词：激光淬火固相焊接工艺优化压力焊中图分类号：TG453、TG456.9０前言40Cr和T10A钢的待焊接面经激光淬火使钢的表层组织显著细化后在下述工艺条件下可实现异种钢的等温固相焊接：压焊温度750～780℃、预压应力56.6MPa、保温时间10min、应变速率2.5×10-4s-1，压焊时间20～180s，接头强度可达到母材强度[1]。

文献[1]的试验结果，尤其是压焊20s就形成高强度的焊接接头的试验结果反映出焊接接头的形成并不完全是在压焊阶段，而在试样的升温保温阶段就发生了形成冶金结合所必需的一系列物理化学变化。

此外上述试验结果还说明文献[1]压焊工艺参数并非是最优的，为此，本文进行了激光淬火预处理后的固相压焊工艺优化试验，重点探讨了升温保温过程对焊接接头形成及性能的影响，以使此种固相焊接新方法更利于工业应用。

1 试验条件及方法试验用材料为国产热轧退火圆钢40Cr和T10A，加工成φ15mm×25mm的圆柱试样。

将试样一个端面磨光，并涂覆一薄层专用涂料以增强对激光束的吸收率，然后在5KWCO2激光器上进行激光表面淬火处理，光斑直径4mm，扫描时光斑叠加尺寸为1.5mm，激光功率和扫描速度分别为1350W、15mm/s（T10A钢）和1400W、15mm/s（40Cr钢），处理后淬硬层深为0.35～0.5mm。

40cr 许用切应力解释说明

40cr 许用切应力解释说明1. 引言1.1 概述在工程结构设计和材料力学研究中，切应力是一个重要的参数。

40cr许用切应力是指在给定条件下，40cr材料所能承受的最大切应力值。

了解和确定40cr许用切应力对于设计工程结构和选择适当的材料至关重要。

1.2 文章结构本文将对40cr许用切应力进行详细解释说明。

首先，我们将给出40cr许用切应力的定义及其背后的理论基础。

然后，我们将介绍影响40cr许用切应力的因素，包括材料特性、加载方式、温度等因素的影响。

接着，我们将探讨40cr许用切应力的应用领域以及可能存在的限制和局限性。

1.3 目的本文旨在提供关于40cr许用切应力的详尽解释说明，并探索其在实际工程中的应用案例分析。

通过对40cr材料使用条件下可承受的最大切应力进行深入研究，有助于工程师和研究人员更好地理解并运用该概念来保证结构安全和材料选择上的合理性。

以上是关于“1. 引言”部分内容的详细解释说明，提供了概述、文章结构和目的。

2. 40cr 许用切应力解释说明2.1 定义与解释40Cr是一种低合金钢材料，它含有约0.37-0.44%的碳(C)和0.50-0.80%的铬(Cr)。

它具有高硬度、高强度和良好的韧性等特点，因此被广泛应用于制造工程零部件、轴承、齿轮、轴等需要较高强度和耐磨性的领域。

许用切应力是指在特定条件下，40Cr材料能够承受的最大切应力值。

2.2 影响因素许用切应力受到许多因素的影响，包括材料的化学成分、热处理状态以及工作条件等。

首先，40Cr钢中碳含量和铬含量对其机械性能产生重要影响。

增加碳含量可以提高硬度和强度，但过高的碳含量可能导致脆性增加。

而增加铬含量可以提高耐磨性和抗氧化性能。

其次，热处理过程对于40Cr钢的性能也至关重要。

适当的热处理可以使材料获得均匀细小的组织，提高强度和韧性。

最后，工作条件，包括温度、湿度、加载速率等，对于40Cr钢的许用切应力也有一定影响。

在不同的工作条件下，40Cr钢的材料性能可能会发生变化。

激光冲击处理40Cr钢及其残余应力场数值模拟

江苏大学硕士学位论文激光冲击处理40Cr钢及其残余应力场数值模拟姓名：郭乃国申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：罗新民20070427的测量研究嗍，他们测得了如图２．２所示的典型激光冲击波压力波形，其实验结果表明约束结构下激光冲击波的压力持续时间为激光脉宽的３～４倍。

这与以前的结果基本一致。

．ｔｏｏＯｌ§口２００３００４００Ｈｍ●“悖）图２．１高斯型激光脉冲与其产生的压力脉冲ｐ∞Ｆｉｇ．２．１Ｇａｕｓｓｉａｎｌａｓｅｒｐｕｌｓｅａｎｄｒｅｓｕｌｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓｅｌ４＂图２．２典型激光冲击波压力波形Ｉ删ｌａｓｅｒｓｈｏｃｋｓｔｒｅｓｓｗａｖｅ［６０１Ｆｉｇ．２．２Ｔｙｐｉｃａｌ２．２．２激光冲击波压力估算对于高强激光冲击靶面时所产生的冲击波压力的估算，许多学者都已进行了较为深入的研究，并提出了相应的爆轰波模型，并对其峰值压力进行了分析估算，建立了激光直接辐照靶面时非约束模式下所产生的冲击波压力的分析模氆。

而目前在实验与工程上所使用的激光冲击处理技术大多数是在约束模式下的，为此Ｒ．Ｆａｂｂｒｏ等人对约束模型下的冲击波压力求解进行了半理沧的研究【２１１，建立了如图２．３所示的激光冲击冲击波一维模型，并对冲击波峰值压力进行了估算，该模型作了如下假设：①激光能量均匀分布，整个光斑范围内，材料表面受热均匀；江苏大学硕士学位论文３．３实验结果分析３．３．１显微组织应用ＨＩＴＡＣＨＩ高压透射Ｈ－８００电镜观察４０Ｃｒ钢冲击区表层的显微组织，发现表层显微组织最显著的变化是出现高密度位错。

１．高密度位错图３．４是４０Ｃｒ钢激光冲击区的胞状位错和高缠结位错的ＴＥＭ照片。

在不少文献中已报道了激光冲击处理能在金属材料显微组织中产生高密度位错。

例如，７０５０铝合金经激光冲击处理后，冲击区表层的显微组织中位错密度显著提高【删；ＧＨ３０合金的激光冲击处理区表层显微组织中会出现大量塞积的位错环以及大量聚集的位错１６”；奥氏体不锈钢１Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ激光冲击区，即发现了大量的位错，也观察了大量的孪晶【６“。

40Cr／QCr0.5固态焊中的等效压缩变形与应力应变

ＥＰＣＤｓａａｃｍｕａｉｅｐａｔｃｄｆｒｔｎｔｅｓｍｐｅｐｏｕｅｕｏｎｘａｓｏｎｅｅｅｅｔｏｏｓａｔｉｃｕｌｔｌｓｅｏｍａｉｈａｌｒｄｃｓｄｅｔｏｅｐｉｎｕｄｒｔｆｃｆｃｎ￣ｉｖｉｏｎｈｎ
Ｓｌｔｔｅｉｇｆ０ｒＱＣ０５ｏｉＳａｅｌｎＣ／ｒ．ｄＷｄｏ４
ＨＮｉｉＡＣａ— ａｘ
（ｌｃｒｍｃａｉｌｅａｔｅｔＶｃｔｎｌｃｏｌｆＷｅｈｉＷｅａ２４，ｈｎ）ＥｅｔｅｈｎｃｐｒｎｏａｉａＳｈｏｏｉａｏａＤｍ，ｏ，ｉｉ６２Ｃｉａｈ１０
在对表面经激光预处理的４Ｃ与ＱＣＯ５的０ｒｒ．固态焊接试验中发现，０ｒ的待焊面经激光４Ｃ钢淬火组织超细化预处理后．Ｑｒ．与Ｃ０５在一定的预
中囤分类号：Ｇ４３Ｔ５文献标识码：Ａ文章编号：０１８４２０）１００．３１０．１（０６１－０７０３
ＥｑｉａｅｔｌｓｉｍｐｅｓｖｆｒｔｎａｄＳｒｓ－ｔａｎＡｎｌｓｕｖｌｎａｔＣｏＰｃｒｓｉｅＤｅｏｍａｉｎｔｅｓｓｒｉａｙｉｉｏｓｎ
ｃｎｔｉｔｐｅｓｒｎｅｈｎｅｒｔｎｅｅｔｏｅｖｒｅｙｏｉｌｉｔａｄｔｅｒｌｘｔｎｏｔｓｒｄｃｓｔｅｏｓａｎｒｓｕｅｕｄｒｔｅｉｔｇａｉｆｃｆｔａｉｔｆｙｅｄｌｅａａｉｆｓｓｐｏｕｅｒｏｈｍｉｎｈｏｅｒｈ

40cr调质弯曲许用应力

40cr调质弯曲许用应力40Cr钢是一种常用的合金结构钢，具有良好的综合性能。

在工业制造中，它常被用于制造高强度的机械零部件，如齿轮、轴和螺栓等。

调质处理是40Cr钢常用的一种热处理工艺，它包括淬火和随后的高温回火两个阶段，目的是获得既有良好韧性又有较高强度的钢材。

弯曲许用应力是指材料在弯曲过程中能够承受的最大应力而不发生塑性变形的能力。

对于40Cr钢来说，这个值受到其化学成分、热处理工艺、微观组织以及加载条件等多种因素的影响。

在实际应用中，确定40Cr钢调质后的弯曲许用应力通常需要参考相关的工程手册或实验数据。

这些数据基于大量的实验和长期的工程实践积累得出，并考虑了不同截面形状、尺寸大小及载荷类型的影响。

例如，根据《机械设计手册》等资料，可以查找到40Cr钢在不同调质状态下的力学性能参数，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性等。

通过这些参数可以估算出材料的许用弯曲应力。

具体计算时，工程师会根据实际的设计要求和安全系数来确定一个合适的弯曲许用应力值。

安全系数是根据材料的可靠性、载荷的作用方式、工作环境等因素综合考虑后确定的。

值得注意的是，40cr调质弯曲许用应力并不是一个固定不变的数值，而是随着工作条件的改变而变化。

例如，在高温或者腐蚀环境下工作的零件，其许用应力通常会比在正常环境下工作的零件要低。

除了理论计算外，对于重要的零部件，往往还需要进行实际的弯曲试验来验证其承载能力。

这些试验可能包括弯曲疲劳试验、持久强度试验等，以确保零部件在实际使用中的安全可靠性。

总之，40Cr钢调质后的弯曲许用应力是一个关键的设计参数，它的确定需要依据详细的材料性能数据和严格的设计标准。

通过合理的设计和科学的测试验证，可以确保40Cr钢制造的零部件在复杂的工程应用中具有优良的性能和足够的安全裕度。

40cr焊接工艺评定报告

40cr焊接工艺评定报告40Cr焊接工艺评定报告一、引言40Cr钢是一种常用的结构钢，广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。

为了保证40Cr钢的焊接质量，本文对40Cr焊接工艺进行评定，并给出评定结果报告。

二、焊接工艺参数1. 焊接方法：选择合适的焊接方法对40Cr钢进行焊接。

常用的焊接方法包括手工电弧焊、气体保护焊、等离子焊等。

根据具体情况选择最适合的焊接方法。

2. 焊接电流和电压：通过试验确定最佳的焊接电流和电压。

焊接电流过大容易引起焊缝烧透，过小则焊接质量不达标。

焊接电压过高易产生飞溅，过低则焊缝质量差。

3. 焊接速度：焊接速度是指焊接焊缝的形成速度。

过快的焊接速度会导致焊缝不牢固，过慢则会引起过度热影响区域扩大。

4. 焊接温度：焊接温度是指焊接过程中工件和焊条的温度。

过高的焊接温度容易引起烧结和变形，过低则焊缝质量差。

5. 焊接气体：根据焊接材料和工艺选择合适的焊接气体。

常用的焊接气体有氩气、氩氩混合气体等，用于保护焊缝免受氧气和水蒸气的污染。

三、焊接工艺评定结果根据对40Cr钢的焊接试验和分析，评定结果如下：1. 焊接质量评定：对焊接接头进行质量评定，包括焊缝的形状、焊缝的密实性、焊缝的无裂纹程度等。

评定结果为合格。

2. 焊接工艺评定：根据40Cr钢的焊接试验结果，评定出最佳的焊接工艺参数。

焊接电流为120A，焊接电压为25V，焊接速度为30cm/min，焊接温度为1200℃，使用纯氩气作为焊接保护气体。

3. 焊接性能评定：通过焊接试验和性能测试评定焊接接头的力学性能，包括抗拉强度、冲击韧性、硬度等。

评定结果为满足设计要求。

四、问题与建议在40Cr焊接工艺评定的过程中，出现了以下问题：1. 焊接速度过快导致焊缝不牢固，建议适当降低焊接速度。

2. 焊接温度过高导致烧结和变形，建议控制好焊接温度。

3. 焊接电流和电压的选择需要更加精细化，建议进一步优化工艺参数。

五、结论通过对40Cr焊接工艺的评定，得出以下结论：1. 焊接质量评定结果为合格，焊接接头质量良好。

3DEC用户手册(4.0)中文版

2.1 安装和启动程序 ................................................................................................................. 4 2.1.1 安装 3DEC ................................................................................................................ 4 2.1.4 实用软件和图形处理 .............................................................................................. 4 2.1.5 版本识别 .................................................................................................................. 5 2.1.6 启动 ...................................................................................................ห้องสมุดไป่ตู้...................... 5 2.1.7 初始化程序 .............................................................................................................. 5 2.1.8 运行 3DEC ................................................................................................................ 5 2.1.9 安装测试 .................................................................................................................. 6

40Cr钢的塑性流动应力特征及本构关系

40Cr钢的塑性流动应力特征及本构关系崔凤奎;郭超;李玉玺【摘要】To study the dynamic mechanical properties of 40Cr steel during cold rolling forming, the compression experiments for 40Cr were carried out with split Hopkinson pressure bar apparatus, and the stress-strain curves of 40Cr were measured at different strain rates ( 600 ~ 5 000 s1 ) and temperatures ( 20 ~ 400 ℃ ). The experiment results show that 40Cr has some sensitivity to strain rate and strain rate strengthening effects. The adiabatic heating during plastic deformation at high strain rate leads to thermal weakening. Based on the dislocation dynamic theory, the dynamic constitutive model of 40Cr was obtained by the experimental results. The model results were compared with experiment. The results show that the present dynamic constitutive model can make a prediction to the plastic flow stress at different strain rates and temperatures.%为了研究高速冷滚打过程中工件材料40Cr钢的动态力学特性,利用分离式Hopkinson压杆试验装置对40Cr钢进行了压缩试验,获得40Cr钢在不同应变率(600 ～5000s-1)和不同温度(20～400℃)条件下的应力-应变情况.试验结果表明:40Cr钢对应变率呈现出一定的敏感性和应变率强化效应,塑性变形过程中产生的绝热升温对材料具有热软化作用.基于位错动力学理论,通过试验数据,建立了40Cr钢的动态本构模型.模型计算结果和试验结果对比表明:该模型可以较好地预测40Cr钢在不同应变率和温度条件下的塑性流动应力.【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(033)006【总页数】6页(P1-5,19)【关键词】40Cr钢;Hopkinson压杆;塑性变形;本构关系【作者】崔凤奎;郭超;李玉玺【作者单位】河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TG113.20 前言高速冷滚打成形技术是工件材料受工具高速断续击打，并经过多次渐变塑性变形和回弹后最终成形高性能零部件，成形过程中工件材料与工具高速瞬时碰撞，力的瞬态作用使能量耗散局限在局部区域，工件材料的高应变速率和大应变的变形过程及工件与工具之间剧烈的摩擦学行为，构成了热、力、能量、速度等多场耦合强作用，导致工件材料发生激变行为，使得工件材料的物理、力学行为发生突变［1－2］，因此，研究工件材料在塑性变形过程中的动态力学特性具有重要意义。

40Cr钢底板的微变形淬火

金属热处理HEAT TREATMENT OF METALS1999年　第7期　No.7　199940Cr钢底板的微变形淬火卢银德Micro-distortion Quenching for Bottom Board of40Cr SteelLu Yingde 工件淬火时，在保证淬透的前提下，采用更均匀、更缓慢的冷却方式，将热应力、组织应力减小到最低程度，以减小工件的变形［1］。

该工艺方法在工具钢、模具钢的热处理中应用较为普遍。

本文对40Cr钢底板淬火也采用了这种办法，使其硬度达到45～50HRC，平面度≤0.15mm，减小了翘曲变形，达到了工件的技术要求。

1　工件的技术要求和变形原因分析底板材料为40Cr钢，形状和尺寸见图1，要求淬火、回火后硬度45～50HRC，平面度公差t≤0.20mm。

图1　底板简图底板采用850℃×5min油冷＋300℃×60min水冷工艺。

淬火并回火后硬度符合技术要求，而变形量却超出了公差范围，平面翘曲变形量最大到0.70mm。

为了便于对工件的变形机理进行分析，本文将底板的截面图分为A、B、C、D、C’、B’、A’7个区和上、下两个面，见图2。

其中A、A’，B、B’，C、C’左右对称。

由于40Cr钢有较好的淬透性，在40～80℃矿物油中其临界直径Dｏ为19～28mm ［2］，所以整个底板都已经完全淬透。

工件淬火后的残余应力主要是组织应力，其翘曲变形表现为组织应力变形。

零件形状不匀称对其冷却状态影响的一般规律是棱角和薄边部分冷却迅速，外表面比内表面冷却快；外表面呈圆凸部位比平面部位冷却快，有窄沟槽的部位冷却较慢［3］。

图2中，上半部分比下半部分冷却快，在整个横截面上，由A→B→C→D，和A’→B’→C’→D的冷却速度依次降低，冷却速度的变化导致横截面上各区之间以及每个分区的内部组织转变的不同时性，在淬火加热及冷却过程中，整个工件都是沿L＝165mm方向竖直吊装的，因而在每个截面中，上、下两部分同时淬入介质中。

40cr允许变形量

40cr允许变形量
40Cr是一种优质合金结构钢，通常用于制造机械零件和工具。

根据40Cr的力学性能和化学成分，其允许的变形量可以通过以下几
个方面来综合考虑：
1. 强度和韧性，40Cr钢的强度较高，同时具有一定的韧性，
因此在受力时可以承受一定的变形量。

这取决于具体的应力水平和
材料的强度。

2. 加工工艺，在实际加工过程中，40Cr钢通常需要进行锻造、轧制、热处理等工艺，这些工艺会影响材料的变形量。

合理的加工
工艺可以使材料达到预期的变形量。

3. 温度影响，温度对40Cr钢的变形量也有一定影响，高温下
通常会增加材料的变形量，而低温下则会减小变形量。

4. 应力状态，40Cr钢在不同的应力状态下其变形量也会有所
不同，例如在拉伸、压缩、弯曲等不同的载荷情况下，材料的变形
量会有所差异。

综上所述，40Cr钢的允许变形量是一个综合考虑材料性能、加工工艺、温度影响和应力状态等多个因素的结果。

在实际工程中，需要根据具体情况进行综合考虑和计算，以确保材料的安全可靠使用。

40Cr冷拔脆断原因分析

40Cr冷拔脆断原因分析摘要某冷拉厂于2011年购进一批，规格为20 mm的40Cr圆钢，冷拔加工成17 mm的六角形钢，在此过程中，出现了大量脆断现象，断口形貌呈子弹型，本文从断口形貌，金相组织、受力状况等方面对拉拔断裂的原因进行了分析。

关键词冷拔；断口；金相组织冷拔简介：冷拔工艺为：圆钢→退火→轧头→酸洗→润滑处理→冷拔。

冷拔过程的是原材料在拉拔力的作用下，形成径向压缩，轴向拉伸的应力状况，使材料产生塑性变形，受力方向与表面呈一定的角度。

其合力沿拉伸方向，为与材料表面呈一定夹角，由表面指向材料中心。

试样的选取：为了分析其原因，现场选取了3截冷拔断裂试样，同时切取了同一炉号，未经冷拔的原材料试样2个，以及另外2个炉号没有出现断裂的，同材质、同规格的产品试样各2个带回分析。

试样的检测：首先利用超声探伤仪对带回的试样进行C型和A型水浸超声检测，原材料均未发现裂纹缺陷，而在冷拔后的六角形棒料的中心部位，均发现间断性的裂纹。

对此材料进行拉伸破坏性试验，其断口形貌均与现场情况完全吻合，断口形形貌如图1、图2所示。

图 1 断口侧视图图2 断口正视图图1为宏观断口侧视形貌，断口突出的一端呈子弹形，内凹的一端呈圆形陨石坑形，两端完全吻合；图2为宏观断口正视形貌，分3个区：纤维区（A区）；放射区（B区）；瞬断区（C区）。

A区为灰黑色，位于断口中央的位置，直径约1.8mm，是断裂起始的裂纹源区。

B区为灰白色，在外加拉应力的作用下，中心裂纹呈放射状向外扩展；C区为灰色，为在放射区的外围厚度为1.8mm的圆环区，组织致密，呈细瓷状，所有断口四周未发现氧化及污染痕迹，这表明裂纹是在冷拔过程中产生。

根据断口形貌特征，裂纹的走向是由心部向外延伸至表面。

断口电镜分析：图3 （A区）纤维区对断口的3个区域，分别进行扫描电镜观察，从中可以看出，在A区（图3），有较多的显微空洞及夹杂物，唇状裂纹是由显微空洞在外力而作用下，逐渐扩展最后连接造成形成，说明此部位为材料断裂的起源；B区（图4）裂纹扩展区的微观形貌特征为较浅韧窝+少量解理+撕裂棱，具有河流花特征，裂纹扩展有方向性表明材料韧性不高，C区（图5）为瞬断区，形貌为等轴韧窝+撕裂棱，为拉伸脆性断裂。

加热时间对固态焊接等效压缩变形的影响

Ｕ件施加一定约束后实施的，约束焊件在加热过程中由于被约束方向上受的胀大变形不能进行而产生了等效压缩变形 ¨ ，种变形是接头形成所需塑性变形的重要组成部分，这
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第２９卷第１期２００８年２月
河南科技大学学报：自然科学版
ＪｕｎａｆＨｅｎＵｎｖｒｉｙｏｉｎｅａｄＴｅｈｎｌｇＮａｕａｉｎｅｏｒｌｏｎａｉｅｓｔｆＳｃｅｃｎｃｏｏｙ：ｔｒｌＳｃｅｃ
但往往被重视不够，有针对性的试验研究很少。文献［］究了加热温度对等效压缩变形的影响，３研本文
则对焊接温度及约束条件一定时等效压缩变形随加热时间的变化进行试验研究，以探讨这种随加热时
间延长而累积的变形的增大规律，为控制加热时间、优化固态焊接工艺提供依据。
ｆｍａｏ，ＰＤ）其大小可以用 △ Ｌ一Ｌ或应变ｇ＝Ａ／。表示，ｏｔｎＥＣ，ｒｉＬ＝。ＬＬ来本试验温度取０＝７％，压应７０预力。５ａ均为４Ｃ超塑焊接和表面改性后固态焊接时常用的温度和预压力：５ＭＰ，０ｒ。采用到温人
由图１以看出，可ｇ随ｔ的延长而增大。若将整个加热过程大致分为初期、中期和后期三个时间段，则初期ｇ随ｔ的延长近似呈线性增大，中期ｇ近似呈ｓ曲线增大，后期ｇ增大甚微。对结果分析如下：若试样在加热过程中不发生固态相变，则加热过程中ＥＣＰＤ主要来源于受约束试样因胀大变形不能进行而累积产生的塑性压缩变形ｇ以及受约束试样的蠕变变形ｇ。若加热过程中发生固态相变则

40cr许用应力

40cr许用应力一、40Cr钢的概述40Cr钢是一种优质合金结构钢，其化学成分为C：0.37～0.44、Si：0.17～0.37、Mn：0.50～0.80、Cr：0.80～1.10等。

它具有高强度、高韧性、耐磨性和抗腐蚀性等优良性能，广泛应用于制造高强度紧固件、机械零件和轴承等领域。

二、40Cr许用应力的定义40Cr许用应力是指在设计或使用过程中，根据材料的强度和稳定性等因素，规定的材料所能承受的最大应力值。

在实际使用中，为了保证材料的安全性和稳定性，通常会将其许用应力限制在一定范围内。

三、40Cr许用应力的计算方法1.拉伸许用应力计算方法拉伸许用应力=σt/Φs其中，σt为材料的屈服极限；Φs为安全系数。

2.压缩许用应力计算方法压缩许用应力=σc/Φs其中，σc为材料的屈服极限；Φs为安全系数。

3.剪切许用应力计算方法剪切许用应力=τ/Φs其中，τ为材料的剪切极限；Φs为安全系数。

四、40Cr许用应力的影响因素1.材料的强度和稳定性；2.工件的形状和尺寸；3.载荷的大小和方向；4.工作环境的温度、湿度等因素。

五、40Cr许用应力的应用范围40Cr钢广泛应用于制造高强度紧固件、机械零件和轴承等领域。

其许用应力范围在不同领域有所不同。

例如，在紧固件领域，其拉伸许用应力一般为300MPa～500MPa，压缩许用应力一般为200MPa～250MPa，剪切许用应力一般为150MPa～200MPa。

六、40Cr钢的质量要求1.化学成分符合国家标准或合同要求；2.金相组织均匀，无明显缺陷；3.硬度符合国家标准或合同要求；4.抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性等力学性能符合国家标准或合同要求；5.表面无明显缺陷和污染。

七、40Cr钢的热处理工艺40Cr钢的热处理工艺包括正火、淬火和回火等。

正火温度为850℃～880℃，淬火介质为水或油，回火温度为550℃～650℃。

通过热处理可以改善40Cr钢的力学性能和金相组织，提高其使用寿命和稳定性。

40cr许用挤压应力

40cr许用挤压应力40Cr许用挤压应力40Cr是一种常用的合金结构钢，具有高强度、高硬度、高耐磨性和高耐蚀性等优良性能，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。

在使用40Cr钢材进行挤压加工时，需要考虑其许用挤压应力，以确保加工质量和安全性。

挤压加工是一种常见的金属成形加工方法，通过施加压力将金属材料挤压成所需形状。

在挤压加工过程中，金属材料受到的应力是非常大的，因此需要对其进行许用应力的计算和控制。

许用应力是指金属材料在挤压加工过程中所能承受的最大应力值，超过该值就会导致材料的变形、裂纹和断裂等问题。

40Cr钢材的许用挤压应力与其材料性能、加工条件和加工形式等因素有关。

一般来说，40Cr钢材的许用挤压应力应该在其屈服强度的60%左右，即σ=0.6σy。

其中，σ为许用挤压应力，σy为40Cr钢材的屈服强度。

在实际加工中，还需要考虑到材料的变形性能、加工温度、挤压速度和模具设计等因素，以确保许用挤压应力的准确计算和控制。

在40Cr钢材的挤压加工中，还需要注意以下几点：1. 选择合适的加工温度。

40Cr钢材的挤压加工温度应该在其热加工温度范围内，一般为950℃~1150℃。

加工温度过高会导致材料软化和变形，加工温度过低则会导致材料难以变形和裂纹。

2. 控制挤压速度。

挤压速度应该适中，过快会导致材料变形不均匀和表面质量差，过慢则会导致加工效率低下和材料变形不足。

3. 合理设计模具。

模具的设计应该考虑到材料的变形性能和加工形式，以确保挤压加工的精度和质量。

4. 加强材料的表面处理。

40Cr钢材的表面处理可以采用喷砂、酸洗、电镀等方法，以提高其表面质量和耐蚀性。

40Cr钢材的许用挤压应力是保证挤压加工质量和安全性的重要因素之一。

在实际加工中，需要综合考虑材料性能、加工条件和加工形式等因素，以确保许用挤压应力的准确计算和控制。

同时，还需要注意加强材料的表面处理和模具设计等方面，以提高挤压加工的精度和质量。

40Cr钢的形变热处理行为

40Cr钢的形变热处理行为
张红英;张鸿冰
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2006(35)2
【摘要】利用Gleeble1500热/力学模拟实验机,对40Cr钢进行了变形温度为710～1050℃,变形速率为0.1～1.0 -1,变形量为0.7的热模拟单向压缩试验。

分析了40Cr钢在热变形过程中的真应力-真应变曲线。

结果表明,该钢在950～1050℃变形过程中发生奥氏体动态再结晶,在710～800℃变形过程中发生应变奥氏体加速铁素体析出。

【总页数】3页(P50-51)
【关键词】40Cr;热变形;应力-应变曲线;奥氏体
【作者】张红英;张鸿冰
【作者单位】上海应用技术学院材料工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TG113.1
【相关文献】
1.45钢、40Cr钢调质热处理新工艺研究 [J], 邓楚平
2.不同热处理条件下45#钢与40Cr钢摩擦学性能比较 [J], 刘洪涛
3.深冷处理与热处理工艺参数对M2高速钢杆件形变行为的影响 [J], 杨静;陈茂涛
4.40Cr钢的形变热处理组织 [J], 张红英;张鸿冰;胡静霞
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40Cr材料性能及用途之欧阳与创编

40Cr根据标准GB/T 3077-1999对应国外标准:JIS G4053ASTM A29/ISO 683-18:1996[1]化学成分40Cr圆棒试样毛坯尺寸（mm）：25热处理：第一次淬火加热温度（℃）：850；冷却剂：油第二次淬火加热温度（℃）：-回火加热温度（℃）：520；冷却剂：水、油抗拉强度（σb/MPa）：≧980屈服点（σs/MPa）：≧785断后伸长率（δ5/%）：≧9断面收缩率（ψ/%）：≧45冲击吸收功（Aku2/J）：≧47布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高温回火状态）：≦207[3]【参考对应钢号】我国GB的标准钢号是40Cr、德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045、德国DIN标准钢号41Cr4/42Gr4、英国EN标准钢号18、英国BS标准钢号41Cr4、法国AFNOR标准钢号42C4、法国NF 标准钢号38Cr4/41Cr4、意大利UNI标准钢号41Cr4、比利时NBN标准钢号42Cr4、瑞典SS标准钢号2245、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、日本JIS标准钢号SCr440(H)/SCr440、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。

【临界点温度】（近似值） Acm=780℃【正火规范】温度850~870℃，硬度179~229HBS。

【冷压毛坯软化处理规范】温度740~760℃，保温时间4~6h，再以5~10℃/h的冷速，降温到≤600℃，出炉空冷。

处理前硬度≤217HBS，软化后硬度≤163HBS。

【生铁屑保护摆动回火规范】（670±10）℃×2h，随炉升温，（710±10）℃×2h，随炉降温，（670±10）℃×2h，随炉升温，（710±10）℃×2h，再随炉降温，（670±10）℃×2h，随炉升温, （710±10）℃×2h，随炉降温,共3个循环，再降温至550℃，出炉空冷。

具有中间夹层的40Cr与UHCS的超塑性固态连接焊接接头的组织与性能毕业论文

具有中间夹层的40Cr/UHCS超塑性固态焊接接头组织及性能摘要超塑性是指材料在一定的组织及变形条件下，呈现出异常高延伸率而不产生颈缩与断裂的现象。

超塑性固态焊接是一种基于材料超塑性的固态焊接新技术，具有重要的使用价值和工业应用前景。

本文以UHCS-1.6C和40Cr为研究对象，在研究UHCS-1.6C/40C恒温超塑性固态焊接实验的基础上，探讨了UHCS-1.6C/40Cr添加中间夹层的超塑性固态焊接可行性，即研究了基于中间夹层的UHCS-1.6C/40Cr超塑性焊接工艺，观察分析了超塑焊接头区显微组织、焊接缺陷，研究了中间夹层对超塑性固态焊接的作用，初步探讨了超塑焊接头形成机制。

实验结果表明：采用Cu中间层进行超塑焊接时，焊接缺陷较多，接头强度较低；采用低碳钢中间层在焊接温度780℃、初始应变速率0.5×10-4s-1条件下焊接30min，可获得最高拉伸强度达398MPa的焊接接头；采用工业纯铁中间层在焊接温度780℃、初始应变速率0.5×10-4s-1条件下焊接15min，可使接头强度达到560MPa，是相同热力循环下40Cr母材强的85%，中间层与母材发生了良好的冶金结合；与不加中间夹层的超塑焊相比，具有中间夹层的超塑焊接头抗拉强度显著提高。

关键词：超高碳钢，40Cr，超塑性焊接，中间夹层，接头质量The Microstructure and Properties of UHCS/40CrSuperplastic Solid-State Welding joint via interlayerABSTRACTSuperplasticity refers to the organization of a certain microstructure and deformation conditions, showed abnormally high elongation without necking and fracture phenomenon.Superplastic Solid-state Welding is a use superplastic of materials under certain conditions of welding technology.This paper studied the microstructure and properties of welded joints of Superplastic Solid-state Welding of UHCS-1.6C/40Cr with interlayer.In this paper, UHCS-1.6C and 40Cr as the research object,superplastic solid-state welding test by constant temperature,Electronic tensile test and observation,Etc.Discussed the feasibility of superplastic solid-state welding with intermediate sandwich and the influence of process parameters.Analyzed the interlayer on the role of superplastic solid-state welding.And carried out microstructure analysis of weided joints, analysis of the joint area defect , microstructure analysis of the connection zone, and the mechanism of superplastic welding by observation with joint of UHCS-1.6C/40Cr.The results show that: the middle layer used Cu superplastic welding, welding defects are more low joint strength; the middle layer of low carbon steel welding temperature 780 ℃, initial strain rate of 0.5 × 10-4s-1 Welding conditions 30min, for maximum tensile strength of welded joints of 398MPa; the middle layer of pure iron used in the welding temperature of 780 ℃, initial strain rate of 0.5 ×10-4s-1under the conditions of welding 15min, make joint strength reached 560MPa, is 40Cr under the same thermodynamic cycle for 85% of the base metal strength. The middle layer and the base metal had a good metallurgical bond, the joint tensile strength directly compared with the same welding process parameters significantly improved.KEY WORDS:UHCS,40Cr,superplastic welding,interlayer,Welding quality目录第一章绪论 (1)§1.1 研究背景 (1)§1.2 40Cr与UHCS的焊接性分析及应用 (1)§1.3 超塑性固态焊接 (2)§1.4中间夹层在固态焊接中的作用及选取 (4)§1.5 本课题研究的主要内容和目的 (4)第二章实验方法 (6)§2.1 实验设计路线 (6)§2.2 实验材料 (7)§2.3 实验设备 (9)§2.4 实验参数的选取和实验步骤 (10)§2.5 接头性能评价 (10)第三章实验结果的分析与讨论 (13)§3.1 具有中间夹层与直接焊接的强度对比 (13)§3.2 焊接时间对接头强度的影响 (14)§3.3 中间夹层材料对接头强度的影响 (15)§3.4 显微组织观察与分析 (16)§3.4.1 40Cr与UHCS的组织分析 (16)§3.4.2 接头的显微组织观察与分析 (17)§3.4.3 显微硬度分析 (19)§3.5 焊接机理初探 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)第一章绪论§1.1 研究背景超高碳钢（UHCS）是指含碳量在1.0%～2.1%的碳钢。

40Cr金属焊接性说明书

40Cr是我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。

调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。

钢的淬透性良好，水淬时可淬透到Ф28～60mm,油淬时可淬透到Ф15～40mm。

这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。

切削性能较好，当硬度HB174～229时，相对切削加工性为60%。

该钢适于制作中型塑料模具。

本次课程设计的主要容包括：中碳调质钢的概述、40Cr化学成分及力学性能、40Cr碳当量的计算、40Cr焊接性的具体分析等。

编写设计的说明书讲述了所研究的、参数及热处理；本次课程设计我所设计40Cr焊接性分析。

根据40Cr 材料的化学成分及力学性能分析，计算出碳当量值为0.64%，并通过碳当量值分析出焊接性是否良好。

经过中碳调质钢40Cr的化学成分、力学性能和碳当量值分析了结晶裂纹、冷裂纹和热影响区的性能、焊接工艺特点等并作出了相应的解决措施。

解决了40Cr焊接时，出现的常见问题。

第1章绪论11.1 中碳调质钢简介11.2材料介绍21.2.1材料的成分21.2.2材料的性能3第2章碳当量42.1碳当量的介绍42.2 碳当量的计算4第3章金属材料40Cr焊接性分析73.1 金属材料焊接性简介73.2 40Cr焊接性分析73.2.1 焊接中产生的问题及解决方案73.2.2中碳调质钢40Cr的焊接工艺特点9 参考文献13第1章绪论1.1中碳调质钢简介中碳调质钢中的碳和其他合金元素含量较高，通过调质处理（淬火+回火）可获得较高的强度性能。

中碳调质钢合金元素的加人主要是起保证淬透性和提高抗回火性能的作用，而其强度性能主要还是取决于含碳量。

但随着碳含童的提高，钢的焊接性明显变差，焊接难度增大。

中碳调质钢的屈服强度达880-1176MPa以上。

钢中的含碳量较高，并加人合金元素〔如MN、Si、Cr、V、B及Mo、W、V、Ti等），以保证钢的淬透性，消除回火脆性，再通过调质处理获得综合性能较好的高强钢。

铁路机车用空压机曲轴运行中断裂分析

铁路机车用空压机曲轴运行中断裂分析文/中车北京南口机械有限公司姜永升李忙曲轴受到周期性不断变化的交变载荷作用，产生扭转和横向与纵向振动，承受弯曲、扭转、冲击等多种应力的作用。

曲轴在断裂之前没有先兆，是一种突发性事故，一旦发生将造成较大危害。

近期公司生产的1.6m3空压机曲轴出现多起断裂事故。

该类曲轴材质为40Cr，热处理工艺流程为：锻造→正火→调质→轴颈高频感应淬火。

1.力学性能分析（1）断口宏观分析图1为曲轴断面形貌，断口边缘无明显的塑性变形。

整个断面与轴颈轴线呈45°角，断口面呈现出典型的海滩花样疲劳纹及断裂台阶特征，可以判断该曲轴断裂性质为弯曲-扭转疲劳断裂。

瞬断区所占断面面积较小，说明曲轴在运行过程中所受载荷不大。

裂纹源为于退刀槽圆角处，可以看出该处车削刀痕较深，同时存在毛刺。

（2）裂纹源分析对断裂曲轴进行解剖，并观察退刀槽圆角处组织。

图2可以看出退刀槽圆角粗糙度很差，存在尖锐凹坑与突起的毛刺。

图3显示在该处表面金属存在塑性流变，同时在塑性流变的局部区域存在微裂纹，说明在车削过程中车刀与曲轴表面基本上未产生切削，存在高速摩擦现象，造成了表面金属损伤，大幅降低了金属的抗塑性变形能力与阻碍裂纹扩展的能力。

由图4可以看出，在轴拐颈与退刀槽交界位置存在一条表面扩展裂纹。

该裂纹起始于退刀槽表面金属受损区，在运行过程中沿着最大受力方向，向内部扩展。

（3）基体组织分析由图5可以看出，曲轴基体组织为回火索氏体+较多条状铁素体组织，同时硬度为245HBW，偏于标准下限。

（4）感应淬火区组织如图6所示，硬化区组织为回火马氏体组织，硬度为55HRC，符合标准要求（48～55HRC）。

2.分析与讨论根据以上检验结果，曲轴基体调质组织及硬度（偏下限）、轴颈表面高频淬硬层组织及其硬度均合格。

通过断口分析表明该曲轴断裂性质为弯曲-扭转疲劳断裂，裂纹源位于退刀槽薄弱区，为切削加工刀痕、金属微观损伤、毛刺和尖锐的交汇线。

40Cr与QCr0.5固态焊中的等效压缩变形与应力应变