本文關(guān)鍵詞：旋壓成型車載CNG氣瓶表面缺陷分析

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【摘要】：近幾年,世界石油資源日益枯竭,汽車尾氣對環(huán)境造成的污染日益加重,面對嚴(yán)重的化石能源枯竭和環(huán)境污染問題,世界汽車工業(yè)開始大力發(fā)展節(jié)能汽車,積極開發(fā)新的能源,尋找能使用的替代燃料。由于壓縮天然氣(CNG)燃燒充分,結(jié)炭少,可大大減少尾氣有害物質(zhì)排放量,而且能大大降低機(jī)油損失,減少汽車的使用費(fèi)用,效益高,環(huán)保,使用方便,成為理想的車用替代燃料,CNG汽車的產(chǎn)量越來越多。但是,由于CNG汽車的產(chǎn)量的增加,汽車火災(zāi)情況時時發(fā)生,多數(shù)是由于氣瓶原因造成的,因此,氣瓶質(zhì)量安全問題成為亟需解決的關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)氣瓶是通過焊接將沖壓成型的瓶肩和瓶底與管坯或者卷焊瓶體連接制成的,成型工序比較繁瑣、費(fèi)用比較高,制品的抗壓能力和封閉性不出眾。隨著旋壓成型設(shè)備的不斷升級和改造,旋壓成型技術(shù)已成為CNG無縫氣瓶整體成型的最好選擇,從根本上消除了傳統(tǒng)焊接成型中焊縫強(qiáng)度低、易脆性斷裂和拉應(yīng)力集中等缺陷,使氣瓶的封閉性和抗壓能力得到很大提升,成型設(shè)備的重量減小、模具加工費(fèi)用降低、制品質(zhì)量大幅提升。但如果旋壓過程中工藝條件選擇不當(dāng),氣瓶表面會出現(xiàn)大量缺陷,嚴(yán)重破壞制品質(zhì)量,應(yīng)當(dāng)予以消除。邯鄲某車載氣瓶制造公司采用熱旋壓成型工藝生產(chǎn)的部分車載CNG氣瓶存在表面缺陷,缺陷主要集中在兩個方面:(1)30CrMo無縫鋼管經(jīng)熱旋壓工藝制成氣瓶后,在氣瓶封頭底部熔合處產(chǎn)生裂紋;(2)有一批氣瓶經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,氣瓶瓶身表面產(chǎn)生桔皮現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了氣瓶質(zhì)量。本文通過金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀等先進(jìn)設(shè)備對CNG氣瓶表面缺陷進(jìn)行了分析研究,發(fā)現(xiàn)氣瓶底部裂紋產(chǎn)生的主要原因是晶粒粗大和混晶組織共同作用的結(jié)果,氧化夾雜物沒有以群集、連續(xù)網(wǎng)絡(luò)或串鏈狀形式存在,對裂紋產(chǎn)生的影響較小。針對粗晶和混晶問題采取了以下措施,通過適當(dāng)增大封頭底部熔合處的變形速率,在保證充分熔合的情況下縮短變形時間,調(diào)整鋼管加熱爐到旋壓機(jī)夾爪的距離,縮短鋼管移動時間,有效避免了晶粒粗大和混晶現(xiàn)象的出現(xiàn),解決了氣瓶底部裂紋出現(xiàn)的問題。通過研究發(fā)現(xiàn),調(diào)質(zhì)后氣瓶表面桔皮現(xiàn)象的產(chǎn)生原因主要是鋼管原材晶粒粗大、組織不均勻及其化學(xué)成分中Mn、Cr兩元素含量較低這三方面共同作用的結(jié)果。通過在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)提高原材料化學(xué)成分中金屬M(fèi)n和Cr的含量(Mn高于0.58,Cr高于0.98)和嚴(yán)格控制鋼管原材的晶粒大小(級別應(yīng)在11.9級以上)和組織均勻度,在調(diào)質(zhì)處理時有效降低了表面粗糙度,消除了氣瓶表面的桔皮現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：30CrMo 無縫鋼管 旋壓裂紋 桔皮缺陷 晶粒度
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.136
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 壓縮天然氣（CNG）汽車的優(yōu)勢與發(fā)展10-14
• 1.2.1 CNG汽車的優(yōu)勢與特點(diǎn)10-12
• 1.2.2 CNG汽車國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r12-14
• 1.3 旋壓技術(shù)及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 旋壓技術(shù)簡介14
• 1.3.2 旋壓技術(shù)國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 旋壓技術(shù)國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 CNG氣瓶材料及其表面缺陷研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 研究意義、內(nèi)容及目的18-19
• 1.5.1 研究意義18
• 1.5.2 研究內(nèi)容18-19
• 1.5.3 研究目的19
• 1.6 本章小結(jié)19-20
• 第二章 CNG氣瓶旋壓技術(shù)及其常見缺陷與消除措施20-28
• 2.1 旋壓技術(shù)簡述20
• 2.2 旋壓技術(shù)分類20-22
• 2.3 旋壓產(chǎn)品中常見缺陷及消除措施22-26
• 2.3.1 起皮現(xiàn)象22-23
• 2.3.2 表面波紋23
• 2.3.3 粘結(jié)現(xiàn)象23-24
• 2.3.4 反擠與鼓包24-25
• 2.3.5 旋壓裂紋25-26
• 2.3.6 收口失穩(wěn)26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第三章 旋壓封底及其封底處裂紋檢測28-33
• 3.1 氣瓶封頭成形過程闡述28-29
• 3.2 CNG氣瓶旋壓封底處裂紋檢測29-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 第四章 CNG氣瓶封頭底部裂紋產(chǎn)生原因分析33-39
• 4.1 原材化學(xué)成分分析33
• 4.2 金相微觀組織觀察33-35
• 4.3 裂紋處夾雜物的成分及形貌分析35-37
• 4.4 解決措施37-38
• 4.5 本章小結(jié)38-39
• 第五章 CNG氣瓶表面桔皮及其表征39-43
• 5.1 桔皮現(xiàn)象簡述39-40
• 5.2 桔皮現(xiàn)象表征40-42
• 5.3 本章小結(jié)42-43
• 第六章 桔皮現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及解決辦法43-52
• 6.1 金相組織對比分析43-44
• 6.2 奧氏體晶粒度對比分析44-47
• 6.3 脫碳層對比分析47-48
• 6.4 化學(xué)成分分析48-49
• 6.5 解決措施49-50
• 6.6 本章小結(jié)50-52
• 結(jié)論52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 作者簡介58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文58-59

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本文編號：823636