淬火温度对添加B_4C的ASP30粉末冶金高速钢组织及力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备添加B_4C的全致密ASP30高速钢,样品在1 040℃到1 200℃范围内淬火,并且经过560℃三次回火,研究淬火温度对其力学性能及显微组织的影响。采用扫描电子显微镜、洛氏硬度计和材料力学性能测试机研究高速钢的组织和力学性能。结果表明:添加质量分数为0.025%B_4C的ASP30粉末冶金高速钢在1 160℃下烧结2 h后会形成月牙形液相碳化物,从而获得全致密的烧结组织。随淬火温度升高,显微组织中碳化物的数量明显减少,基体中合金元素固溶含量提高,基体晶粒长大,断口形貌呈准解理断裂但断口平整度下降。随淬火温度升高,钢的硬度提高,最高值达到69 HRC。抗弯强度、断裂韧性均下降,抗弯强度最高值达4 357MPa,断裂韧性最高值为48.6 MPa/m1/2。冲击韧性先升高后下降,在1 080℃最高为18.85 J/cm2。     

高温烧结-旋锻对喷涂W/Mo棒结构和性能的影响

采用等离子喷涂在金属钼棒表面沉积W涂层,对所得W/Mo棒进行高温烧结-旋锻处理,观察处理前后沉积层、基体及界面的显微形貌,测试W涂层与Mo基体的晶粒度、相对密度和显微硬度,研究高温烧结-旋锻处理对W/Mo棒结构与性能的影响。结果表明:高温烧结-旋锻后,W沉积层的相对密度达到98.5%,比处理前提高了15.9%,显微硬度为620.4HV0.025,提高了81.6%;而Mo基体的相对密度为99.5%,提高了0.71%,显微硬度为244.5HV0.025,降低了4.8%;W沉积层晶粒长大不明显,外部晶粒轴向拉长最明显,中部次之,内部几乎没有变形;而Mo基体晶粒明显长大至300μm,变形程度比W显著;此外,W/Mo界面高温烧结后形成100μm的大小晶粒过渡区,旋锻后没有出现明显的裂纹。     

高抗拉强度纯钼棒的制备和组织研究

采用冷等静压、烧结的方法制备了钼棒坯,对钼棒进行了旋锻和挤压处理,得到了一种高抗拉强度钼棒,并探讨了旋锻工艺和挤压工艺对材料组织结构以及性能的影响。结果表明:采用加热温度为1300~1350℃,道次压缩量30%,总压缩量150%的旋锻工艺可获得相对密度98%以上的钼棒。旋锻对钼棒具有较好的致密化效果。旋锻后的材料抗拉强度和伸长率均随变形量增大而提高。经旋锻热变形后钼材的组织结构均匀、晶粒为等轴状晶粒、垂直于长度方向的平均晶粒度小于5μm、室温抗拉强度大于610 MPa。经挤压变形致密后钼材的组织结构均匀、晶粒呈纤维状,内部组织形成初步的具一定长宽比的加工织构,室温抗拉强度大于810 MPa。热处理制度为850℃/60 min退火消除热加工过程造成的残余应力,加工织构得以保存,性能最好。     

旋锻法制备WCu25合金线材的组织与性能研究

采用松装熔渗的方法获得了大长径比WCu合金坯材,并通过旋锻将其加工成直径4mm的线材.运用电子扫描、X射线衍射等手段分析研究了不同温度、不同变形量WCu合金线材的显微组织和物理性能,结果表明:采用热旋锻技术可以制备钨铜假合金线材,其最佳的旋锻工艺是坯材旋锻初始温度为700～750℃,坯材变形量在达到25%之前,每组锻模...     

热挤压和旋锻粉末冶金纯钛的组织和力学性能

采用粉末冶金技术结合热挤压和旋锻工艺制备纯钛棒,利用万能试验机、维氏显微硬度仪、金相显微镜、高精度多功能密度计等设备测试纯钛棒的屈服强度、维氏硬度、显微组织和相对密度,研究了纯钛棒的制备工艺及其微观组织结构对材料力学性能的影响。研究表明,利用粉末冶金技术结合热挤压和旋锻工艺制备的纯钛棒屈服强度是880 MPa,均匀延伸率是4.06%,在拉伸变形过程中发生韧性断裂。纯钛棒显微组织为等轴状的细晶粒组织,平均晶粒尺寸约1 μm,组织分布均匀,无明显裂纹和缺陷,有较高的相对密度。     

铜/钛双金属复合管的热旋锻制备及其界面组织性能

铜/钛双金属复合管兼具铜的导热性和钛的耐海水腐蚀性,是海军舰船、滨海电站的各类海水管路和蒸汽管路系统理想材料。本文采用热旋锻方法成功制备了界面结合性能良好的铜/钛双金属管,重点研究了变形温度、道次变形量等重要工艺参数对管材结合性能的影响,明确了旋锻过程中双金属的结合机制。研究结果表明,在旋锻温度600~900℃,道次变形量45%~70%的制备工艺条件下可成功制备界面冶金结合、结合性能优异的铜/钛双金属复合管,且旋锻温度越低,所需道次变形量越大。在旋锻温度800℃,变形量54.6%条件下制备的铜/钛复合管的平均界面结合强度为13.3 N·mm~(-1),最大剥离强度可达26.5 N·mm~(-1),整管抗拉强度为303.1 MPa,断后伸长率为23.5%,复合界面在极大的压扁弯曲变形下仍不会分层,变形协调性优异。分析认为热旋锻方法制备双金属复合管的界面结合机制为:两金属表面碰撞接触的瞬间氧化膜因表层金属的流动而破裂,新鲜金属基体互相咬合,实现物理结合,同时界面两侧的原子在高温热激活作用下产生相互扩散,达到冶金结合。     

粉末高速钢ASP30

ASP30钢是一种含Co与V的高合金高速钢,是用粉末冶金方法,由ASP工艺生产的.材料成分与供应状态见表1,材料的物理性能见表2.     

Cr-Fe为摩擦组元的铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损性能

以Cr-Fe取代传统材料中的陶瓷相作为硬质相(即摩擦组元),制备铜基粉末冶金摩擦材料,通过扫描电镜观察分析该材料的微观结构,在MM3000摩擦磨损试验机上检测材料的摩擦磨损性能,并与以Al2O3作为摩擦组元的铜基粉末冶金摩擦材料进行对比。结果表明,以Cr-Fe取代陶瓷相作为摩擦组元,可改善硬质相与基体间的结合状态。随摩擦速度提高,材料的摩擦因数呈先下降后上升的趋势;与Al2O3陶瓷相作为摩擦组元相比,用Cr-Fe为摩擦组元的铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦因数提高12%~27%,且稳定性提高10%~20%,线磨损量降低20%~70%。     

Mo70Cu30合金烧结棒坯热旋锻变形研究

为了提高钼铜合金的性能,研究了Mo70Cu30合金烧结棒坯在700~850℃温度下,以1.2~1.6 m/min速度热旋锻变形的特点。结果表明:在变形量小于60%时,随着变形量增大,棒材相对密度和组织均匀性有所提高,组织中铜相富集区和孔洞逐渐消失,材料硬度与电导率升高。当变形量大于60%时,棒材组织中铜相出现烧损现象,而且材料硬度与电导率呈现下降趋势。随着变形量继续增大,心部组织出现裂纹,棒材发生劈裂。     

钼钨合金旋锻温度优化研究

采用粉末冶金法制备Mo-50W合金棒,研究不同旋锻温度对合金棒成品率和质量损失率的影响,以及同一旋锻温度下不同退火温度对合金棒金相组织的影响。结果表明:当旋锻温度在1 450～1 530℃时,合金棒的成品率达到90%,质量损失率降低到1. 10%～1. 15%之间;当退火温度在1 450℃、保温2 h时,合金棒基本完成再结晶过程,之后随着退火温度的升高,晶粒越来越大。     

Characterisation of powder metallurgy H13 steels prepared from water atomised powders

ABSTRACT

In this paper, powder metallurgy (PM) H13 steels were investigated based on the characterisation of water atomised H13 powders. Vacuum sintering was carried out from 1150 to 1265°C for sintering densification. The relative density of the as-sintered sample reached to 95% and mechanical properties were released above 1200°C. To eliminate the residual pores, subsequent forging was performed. The relative density increased to above 99%. As the concentration of Si elements on the powder surface was higher than the nominal composition, there was Si segregation in the form of silicon oxides (1–3?μm). Although oxide particles such as SiO₂ were inevitable, the mechanical performance of PM H13 steels was still comparable to that of ingot metallurgy products. The tempered PM H13 steels exhibited high tensile strength of 1460?MPa in YS, 1737?MPa in UTS and 8.7% in elongation. Besides, the impact toughness was as high as 14.7?J?cm^?2.     

铜包铝丝材的旋锻复合-拉拔成形与组织性能

采用"热旋锻-拉拔"方法制备了直径为φ65 μm、包覆铜层厚度较均匀、表面质量高和界面结合质量良好的铜包铝复合微丝,研究了合理热旋制度、热旋复合成形铜包铝线材的组织和界面结合状态以及中间退火和拉拔对线材组织与性能的影响.结果表明:合理的旋锻制度为旋锻温度350℃,单道次变形量40%,旋锻后形成了动态再结晶组织和厚度为0.7 μm的界面扩散层.复合线材的合理退火工艺参数为350℃/30 min (退火温度350℃、退火时间30 min),该条件下退火后线材延伸率达到最高值35.7%,界面扩散层厚度约为2.1 μm,退火后铜层和铝芯发生再结晶,组织内部形成等轴晶组织.当退火温度超过350℃时,铜层和铝芯晶粒长大,界面扩散层厚度增加,从而导致线材的延伸率下降.将单道次变形量控制在15%~20%,经过粗拉,制备了φ0.96 mm的丝材;粗拉后不进行退火处理,将单道次变形量控制在8%~15%,经过细拉,制备了表面光洁、直径为φ65 μm的复合微丝.在拉拔过程中,铜层和铝芯均出现〈111〉丝织构.      

Martensitic high-nitrogen steels

Interstitial nitrogen considerably improves the corrosion resistance of low-tempered martensitic stainless steels. It may be introduced into the bulk by pressure melting or powder metallurgy and into a surface layer by case hardening. The new high-nitrogen steels (HNS) are suitable for stainless tools and bearings. High-tempered HNS are outstanding due to a fine dispersion of stable nitrides, which improve the hot and short time creep strength as well as the toughness. This may be used in hot-work tooling. Long time testing will have to prove whether HNS offer advantages in fossile power plants.     

大线能量焊接用EH420海工钢生产工艺及焊接性能

河钢集团有限公司开发了利用钢液中形成TiO_x?MgO?CaO细小粒子改善焊接粗晶热影响区韧性的ITFFP技术（Improve the toughness of HAZ by forming TiO_x?MgO?CaO fine particles in steel）,成功试制生产出大线能量焊接用30 mm厚度规格（H30）和60 mm厚度规格（H60）EH420海洋工程用钢。母材力学性能试验结果表明,H30和H60试制钢屈服强度分别达到461 MPa和534 MPa,抗拉强度分别达到570 MPa和628 MPa,延伸率分别为26%和24.5%,满足EH420海洋工程用钢国家标准要求。采用Gleeble-3800型热模拟试验机对试制钢进行了200 kJ·cm?1条件下热模拟试验,并对焊接热影响区中的显微组织和?40 ℃冲击韧性进行了分析和测试。结果表明,试制钢中形成的CaO(?MgO)?Al₂O₃?TiO_x?MnS夹杂物可以有效地诱导针状铁素体析出,显著提高钢材的冲击韧性。另外,利用气电立焊设备对H30和H60试制钢分别进行了焊接线能量为247 kJ·cm?1和224 kJ·cm?1的实焊试验,结果显示,H30试制钢焊接接头表面和根部焊缝处?40 ℃冲击吸收功值≥74 J,焊接热影响区≥115 J,H60试制钢焊接接头表面和根部焊缝处?40 ℃冲击吸收功值≥91 J,焊接热影响区≥75 J,焊接接头的冲击性能远高于国家标准值42 J。      

AlN改善车轮钢韧性的可行性分析

长期以来,车轮钢在满足强度和硬度的前提下,其韧性很难稳定地满足要求,韧性已成为提高车轮整体使用性能的关键制约因素。通过简要介绍第二相钉扎晶界原理以及影响第二相质点析出的因素,提出通过控制第二相质点AlN的析出来改善车轮钢韧性具有可行性。     

Grain refining of structural steels by dispersion of fine oxide particles

Steel toughness has been greatly improved in the last two decades by adopting innovative technologies such as advanced steelmaking, grain refinement and thermo-mechanical treatment. The technology of oxide metallurgy is not a simple part of either chemical metallurgy or physical metallurgy. It aims at the generation of finely dispersed oxides by chemical metallurgy and using these oxides together with the methods of physical metallurgy such as IGF (intragranular ferrite) technology and phase transformation. Oxide metallurgy can be an effective way in addition to the conventional austenite grain refinement to obtain higher toughness for structural steels.     

氧化物冶金技术应用及进展

氧化物冶金是利用钢中细小非金属夹杂物诱导晶内铁素体形核细化晶粒的新技术。应用氧化物冶金技术已成功开发出了高强度高韧性的非调质钢和低碳钢。文章讨论了氧化物冶金类型钢的显微组织特征,分析了钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理,简述了氧化物冶金技术的应用前景。利用钢中细小的氧化物,通过促进晶内针状铁素体形核明显改善焊接热影响区的组织,成为大线能量焊接用钢有效的技术途径。     

Mechanical Properties of (20–30)Mn12Cr(0.56–0.7)CN Corrosion Resistant Austenitic TWIP Steels

New developed (20–30)Mn12Cr(0.56–0.7)CN TWIP steels developed from thermodynamic calculations exhibit great mechanical properties, such as high strength (1800 MPa UTS), deformability (80–100% elongation), toughness (300 J ISO‐V), and impact wear resistance equivalent to that of Hadfield steel. In addition, they exhibit corrosion resistance by passivation in aqueous acidic media. Microstructure examination by SEM and EBSD at different degrees of deformation reveals that twinning takes place and is responsible for the high cold‐work hardening of the steels. Stacking fault energy measurement of three different developed steels locates them in the range of 30–40 mJ m^?2, being highly dependent on the N and Mn contents. Measurements carried out with digital image correlation indicate that at room temperature dynamic strain aging or Portevin–LeChatelier effect takes place. Measurements of impact toughness indicate that the steels have ductile to brittle transition at cryogenic temperatures as a consequence of the effect of nitrogen on the deformation mechanisms, resulting in a quasi‐cleavage fracture along the {111} planes at ?196°C.