铌对喷射成形M3:2高速钢组织和耐磨性的影响

研究了Nb对喷射成形高速钢M3:2组织和硬度的影响,并对含Nb喷射成形高速钢在不同温度下的摩擦行为进行了研究。结果表明,Nb可以使一次MC型碳化物变得更细小、球形度更好,M2C片层厚度变薄,有利于高速钢回火过程中的二次析出,提高其回火后的硬度。0.5 %Nb的添加可显著提高喷射成形M3:2高速钢的耐磨性。常温（20 ℃）时高速钢的磨损机制主要为磨粒磨损;中温（300 ℃）时,磨损机制则以粘着磨损为主,氧化磨损增加;高温（500 ℃）时,主要以氧化磨损为主。     

喷射成形含铌M3型高速钢组织与性能研究

采用喷射成形快速凝固技术制备了M3型高速钢和以Nb代V的M3型高速钢.利用SEM(EDS),XRD,OM,TEM,HRTEM研究了Nb对M3型高速钢组织的影响和其组织演变.结果表明,喷射成形消除了宏观偏析,细化了组织,以Nb代V,可在共晶反应前析出MC型碳化物,使其球形化、均匀分布,由于消耗大量C,共晶M2C碳化物数量减少,促使更多W和Mo固溶进基体.均匀分布的高热稳定性含Nb-MC型碳化物能阻碍奥氏体化过程中晶粒长大,但难以固溶,使得回火过程中主要析出与基体共格的M2C型碳化物.喷射成形含Nb钢硬度和弯曲强度高于ASP23钢,大量硬质MC碳化物易于产生应力集中,使其韧性稍低于ASP23.     

Nb对喷射成形M3型高速钢组织和性能的影响

为了利用NbC的高硬度和高热稳定性,并避免其在凝固过程中的过分长大,采用喷射成形快速凝固技术制备了M3型高速钢和以Nb代V的M3型高速钢.利用SEM,EDX和XRD等方法研究了Nb对喷射成形M3型高速钢沉积态组织的影响;利用SRV高温摩擦磨损试验机和三维白光干涉表面形貌仪研究了Nb对喷射成形M3型高速钢摩擦磨损性能的影响.结果表明,用等原子分数的Nb替代V,可大幅增加沉积态中一次MC型碳化物.减少一次M₂C型碳化物,同时由于喷射成形高冷速的作用,使得MC碳化物尺寸减小,分布更弥散:这些MC型碳化物的存在是M3型高速钢的抗磨粒磨损性能提高的主要原因,但其对抗氧化性能并无贡献,在高载荷时抗氧化剥落磨损能力增加不明显;Nb对提高M3高速钢回火稳定性也有明显的作用.     

喷射成形含铌M3:2型高速钢的热处理工艺

为探索适合喷射成形高速钢的热处理工艺,利用XRD、SEM等分析手段和硬度测试,研究了淬火温度和回火温度对喷射成形含铌M3:2型高速钢显微组织和硬度的影响。结果表明,试验钢淬火组织由马氏体、残留奥氏体和碳化物组成,随淬火温度升高,试验钢中碳化物数量减少。淬火硬度随淬火温度先增加后减小,低温淬火后回火未发现二次硬化现象。沉积态试样经过1220℃淬火,560℃回火后,硬度最高值为66.7 HRC。     

含稀土轧辊用高速钢淬回火过程微观组织转变

利用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及能损谱(EELS)等手段,研究了含稀土轧辊用高速钢在1100℃淬火和550℃两次回火热处理过程的微观组织变化特征,重点探讨了碳化物行为。结果表明,淬火加热过程中热稳定性较高的MC和M6C型一次共晶碳化物难以溶解,亚稳态的M2C型一次共晶碳化物则发生分解反应得到MC和M6C两种碳化物,分解形成的M6C较MC量多且尺寸较大,小颗粒MC包含在M6C之中;淬火基体组织由马氏体和残留奥氏体组成,淬火马氏体既有板条马氏体也有孪晶型马氏体。经两次回火后,残留奥氏体得以有效消除,大量细小富V的MC型二次碳化物弥散析出产生二次硬化现象。     

M2高速钢工业铸带中共晶碳化物及其演化

在工业机组上制备了M2高速钢铸带,采用扫描电镜和透射电镜研究了热处理和热轧对铸带中的共晶碳化物特征的影响.结果表明:双辊薄带连铸工艺可以获得共晶碳化物尺寸细小、分布均匀的高速钢铸带,铸带中存在较多的M2C亚稳相碳化物;热处理后M2C碳化物分解生成M6C和MC碳化物,碳化物得到进一步细化;由M2工业铸带直接热轧而成的薄带中仍存在一些呈断续网状分布的碳化物,先进行合适的热处理再进行热轧对M2工业铸带更为合适.     

M42热处理中淬火温度对碳化物转变机制的影响

以精锻M42喷射成形高速钢为原料,通过热处理正交试验,优化了材料热处理工艺,并分析了不同热处理制度下材料显微组织、硬度、抗弯强度及碳化物的演变规律。结果显示,最佳热处理工艺为:淬火保温温度1180℃,回火温度540℃,回火3次,每次1 h。该工艺下,M42洛氏硬度达到67.2 HRC,抗弯强度达到3115 MPa。淬火保温温度通过控制M_6C型碳化物的溶解量,影响最终碳化物的尺寸。淬火温度为1190℃时,M_6C型碳化物充分溶解,回火过程碳化物均匀弥散析出。     

热处理对铸造高钨高速钢组织的影响

采用铸造法制备了高钨高速钢,利用XRD、OM和SEM研究热处理后高钨高速钢中碳化物与基体的演变。结果表明:铸态组织中一次碳化物为M6C,主要沿晶界分布,M6C与基体之间存在过渡区域。退火后过渡区域消失,继续淬火后有少量细小的二次碳化物沿晶界析出,回火后二次碳化物大量沿晶界析出。铸态高钨高速钢未经过退火处理而直接进行淬火和回火处理后,基体主要是奥氏体,而且仅析出少量的二次碳化物。     

离心铸造轧辊用高速钢的热处理

采用差式扫描量热法(DSC)及热膨胀法测定了离心铸造轧辊用高速钢的相变点,根据高速钢的临界转变温度,进行了退火、淬火和回火实验.着重研究了热处理过程中碳化物演变对轧辊用高速钢性能的影响.结果表明:退火温度需高于630℃,才能使铸态高速钢得到软化,硬度降低,便于切削加工.热处理前后,MC型一次共晶碳化物的成分、形态和数量基本没有变化;随着淬火温度的升高,处于亚稳状态的M2C型共晶碳化物的分解数量越来越多.高速钢最终硬度受回火温度影响较大,研究了回火温度与二次硬化之间的关系,确定了二次硬化峰值温度,研究了二次碳化物的溶解与析出对高速钢基体组织与力学性能的影响规律.     

外加磁场对离心铸造高速钢轧辊组织和性能的影响

为改善高速钢轧辊的凝固组织以提高其使用性能,在离心铸造过程中引入磁场,研究了不同磁场强度对高速钢轧辊凝固组织的影响.结果表明,施加磁场后,高速钢轧辊凝固组织中残留的奥氏体含量降低;随着磁场强度的增加,凝固组织中共晶碳化物断网倾向增强,碳化物的类型也发生改变,其硬度值不断增大;当磁场强度达到0.15 T时,轧辊组织中的碳化物类型为M7C3、M2C和MC,MC型碳化物细小弥散,共晶碳化物断网情况最为理想,维氏硬度值最大.