喷射成形H13钢的组织与力学性能

分别采用传统铸造与喷射成形工艺制备了H13钢并对其进行了锻造和传统热处理.利用OM,SEM和XRD研究了铸造与喷射成形H13钢在不同工艺状态下组织的差异,并且在相同的热处理制度下测试了两者的常温与高温力学性能.结果表明:与传统铸造H13钢相比,喷射成形H13钢具有更好的回火稳定性、更高的室温与高温拉伸强度,室温冲击韧性提高了2倍,并且消除了带状偏析,提高了组织的等向性.喷射成形H13钢力学性能的提高主要归因于沉积态H13钢组织均匀细小,消除了宏观偏析,更没有粗大的一次碳化物,这使得淬火后基体含有更多的合金元素,分布也更均匀,从而在回火时析出的二次碳化物更弥散并且晶粒也更细.     

喷射成形H13钢的抗氧化性

分别在600、650和700 ℃温度下对喷射成形H13钢循环加热100 h,通过XRD、SEM、EDS、称量增重等方法分析了喷射成形H13钢氧化膜的物相类型,氧化层形貌,元素分布和质量变化规律。结果表明,经过100 h保温后,试样表面形成了两层氧化膜,外层氧化膜主要由Fe2O3和Cr2O3组成,组织疏松,有较多孔洞;内层氧化膜是尖晶石结构的NiCr2O4/NiCrO4化合物,组织致密不易脱落,有效阻碍了O2和合金元素的扩散。与铸造H13相比,喷射成形H13钢具有更好的抗氧化性能。     

深冷处理对H13钢组织和热疲劳性能的影响

采用OM、SEM、TEM、XRD、显微硬度计以及热疲劳试验机等方法研究了深冷处理对H13型热作模具钢的组织和性能的影响,并与常规淬回火工艺进行了对比分析。结果表明,在常规的淬回火工艺的基础上增加深冷处理有利于细化试验钢的晶粒组织并促进残留奥氏体向马氏体转变。此外,在深冷处理的条件下马氏体晶格由于在极低温易发生收缩而促使碳原子在位错等缺陷处偏聚,回火过程中以碳化物的形式析出。这些析出的大量细小弥散分布的碳化物可钉扎位错,对热循环引起的应力集中起到一定的缓解作用,减缓降低热疲劳裂纹扩展速率。且深冷处理后细小弥散分布的碳化物析出降低了H13钢热疲劳过程中碳化物长大速率,减少了热疲劳裂纹的数量,从而提高热疲劳性能。     

H13钢喷射成形热锻模坯组织分析

对喷射成形H13热锻模沉积坯进行了金相分析、SEM组织形貌观察和能谱分析、硬度宏观分布测试。结果表明:喷射沉积H13钢的凝固晶粒为细小等轴晶,晶粒大小分布不均匀;喷射态的微观组织主要由贝氏体、马氏体、残留奥氏体组成,并有少量碳化物及夹杂物;喷射沉积坯的宏观组织存在明显层状特征,层与层之间存在不同程度的孔隙,沉积坯的底部及顶部区域的孔隙率高;孔隙率高、组织不均匀是沉积坯硬度分布不均的原因;造成沉积坯组织不均匀的原因是金属液流温度和速度在整个喷射过程不均匀。     

喷射成形H13钢的高温热变形及组织演变

采用等温热压缩方法研究了在变形温度为850~1150℃,变形速率为0.1~10 s-1,最大真应变为0.7时,热变形参数对铸造与喷射成形H13钢流变应力和显微组织的影响。结果表明,两者在变形过程中均表现出动态再结晶特征,变形温度和应变速率对合金流变应力的影响显著,流变应力随变形温度的降低和应变速率的增加而增大。喷射成形H13钢由于晶粒细小,组织均匀,无宏观偏析,促进了再结晶的进行,有利于热变形加工,并且热变形后孔隙得到闭合,致密度提高。铸造H13钢变形后的组织带状偏析明显,退火后依然存在碳化物偏析带,而喷射成形H13钢无论是变形后组织还是退火组织,都很均匀,没有宏观偏析。     

深冷处理对Cr12MoV钢组织和耐磨性能的影响

对经不同工艺深冷处理后的Cr12MoV钢进行了显微组织观察和力学性能检测。试验结果表明,深冷处理可以不同程度地提高Cr12MoV钢的硬度;淬火后进行深冷处理＋180℃×8 h回火后没有改善Cr12MoV钢的冲击韧度;深冷处理可明显提高Cr12MoV钢的耐磨性,其中深冷处理6 h的耐磨性提高最为显著,其磨损失重下降了51.2%。     

深冷处理对合金铸铁组织及耐磨性能的影响

采用OM、SEM、XRD、摩擦试验等分析手段研究了合金铸铁在淬火+回火后增加深冷处理工艺对组织及耐磨性能的影响.结果表明:深冷处理前后合金铸铁的石墨形态均主要以A型为主,级别为5级,深冷处理后马氏体晶界上析出超微细碳化物,残留奥氏体的体积分数由19.6％减小为14.8％,使得合金铸铁的硬度增加了3 HRC;深冷处理后合...     

喷射成形H13钢的耐腐蚀行为

采用电化学测试和浸泡实验研究了喷射成形H13钢与铸造H13钢的耐腐蚀性能,通过OM、SEM和TEM分析了材料组织对耐蚀性的影响以及腐蚀机理。结果表明:喷射成形H13钢在1050℃淬火后600℃回火时自腐蚀电位最高,耐腐蚀性能最好;喷射成形H13钢的点腐蚀由夹杂物引起,点腐蚀产物在夹杂物周围沉积,造成溶液局部p H下降,加速了腐蚀过程;与铸造H13钢相比,由于喷射成形H13钢组织中存在孔洞,晶界、位错密度大,容易成为点蚀的诱发源,回火后在晶界和马氏体边界析出的大量碳化物造成基体贫Cr,增加了阴阳极的电位差,导致喷射成形H13钢的耐蚀性与铸造H13钢相比稍差。     

成形工艺对H13钢组织和力学性能的影响

对H13钢电渣锭以锻造和轧制两种成形工艺制成圆棒,研究了成形工艺对材料组织和力学性能特别是对碳化物数量和分布的影响。结果表明,与轧制的圆棒相比,锻造的H13钢圆棒组织较为均匀,碳化物偏聚程度较轻,力学性能的方向性差异较小。     

深冷处理对T10A钢力学性能和耐磨性能的影响

通过改变深冷处理温度和时间,研究了不同深冷处理工艺对T10A钢力学性能和耐磨性能的影响。研究表明:深冷处理对T8A钢的强度和冲击韧性影响较小,但能提高T8A的硬度和耐磨性;不同工艺处理后硬度均能提高1 HRC左右,提高耐磨性的最佳处理工艺为-150℃保温6 h,其处理后耐磨性比未深冷提高了86%。      

稀土钕对H13钢TD处理组织及性能影响

用加入0,0.3%,0.8%(质量分数)稀土钕(Nd)的盐浴分别对H13试样进行TD处理,使试样表面形成碳化钒(VC)渗层。通过比较加与不加稀土Nd所获得渗层,研究Nd对TD处理的影响。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏显微硬度计对渗层的组织、物相和硬度进行测试分析。结果表明:加入Nd可以避免对H13钢处理时产生合金元素富集,合金元素聚集导致材料表面附近一区域组织粗大,影响材料性能。Nd可以提高渗层以及渗层和基体间过渡区的硬度,过渡区硬度的提高可以对高硬度层起到更好的支撑作用,利于增加渗层与基体的结合强度;Nd的浓度并非越高越好,本文中用含0.8%Nd的盐浴处理后的试样效果最好,渗层硬度可达2400~2500 HV。     

QPQ处理对H13钢渗层组织的影响

以H13钢为研究材料,采用QPQ盐浴复合处理进行表面改性。考察了氮化时间对QPQ处理后组织和物相的影响。利用光学显微镜观察样品组织,用XRD分析表层物相。研究结果表明:QPQ处理后,H13钢表面由外到内可形成白亮层和扩散层,且渗层厚度随氮化时间的延长而增大;但时间超过150 min后,渗层组织变得疏松。样品表层物相由(Cr Fe)2N1-x、Fe3O4、Fe2N和Fe2-3N构成。     

QPQ盐浴复合处理对H13钢组织及性能的影响

运用QPQ盐浴复合处理技术对H13钢进行表面强化处理,分析了不同工艺参数对氮化层深度、显微硬度和抗腐蚀性的影响及氮化层显微组织特征.结果表明,在相同的渗氮温度下,渗氮层的深度随渗氮时间的延长而增加,氮化后的材料硬度和耐腐蚀性较渗氮前有较大的提高,氮化3～4h效果最好.     

深冷处理对37CrMnMo钢组织及力学性能的影响

将回火后的37CrMnMo钢直接浸入液氮,研究了深冷处理时间和深冷次数对钢组织及力学性能的影响。结果表明:深冷处理对钢的冲击性能影响最大,深冷4 h时,钢的冲击功为80 J,较调质处理提高了56.9%;深冷3次时,冲击功为88.2 J,较调质处理提高了72.9%。液氮温度下钢的晶格收缩促使微细碳化物析出,细化晶粒;部分粗大碳化物碎化产生细小碳化物。     

深冷处理对45钢组织和硬度的影响

用液氮作为冷却介质对45钢进行了深冷处理,测试并比较了深冷处理和未深冷处理试样的洛氏硬度,用光学显微镜观察了两组试样的显微组织。结果表明:45钢深冷处理后的组织变得更加均匀,珠光体片层间距也变小,且大量残余奥氏体转化为力学性能更好的马氏体;深冷处理是一种提高45钢硬度的有效方法。     

深冷处理对GCr15钢组织性能的影响

通过对GCr15钢进行深冷处理及GCr15未经深冷处理的几种热处理工艺进行比较,分析了不同工艺对GCr15钢力学性能的影响,寻找到使GCr15钢的综合力学性能最优的热处理工艺规范,详细地论述了深冷处理后使GCr15钢力学性能提高的机理。     

深冷处理对Cr13Mn3MoV2硬度和耐磨性能的影响

研究了高铬铸铁Cr13Mn3MoV2经亚临界与深冷处理后的组织、硬度和耐磨性.结果表明,高铬铸铁的显微组织主要是由奥氏体、马氏体和(Cr,Fe)7C3共晶碳化物组成.高铬铸铁经深冷处理后的硬度明显高于空冷,相比铸态,随着亚临界处理温度从400℃到650℃,其经历了从低于铸态硬度到硬度增大并超过铸态,并且出现二次硬化再到硬度又降低的过程,这主要是在热处理过程中马氏体的回火及残余奥氏体转化为马氏体的结果.在520℃和600℃进行亚临界处理耐磨性最好,而在540℃,其耐磨性能最差,而且硬度与耐磨性没有完全的对应关系.     

Nb对H13钢组织及冲击性能的影响

采用OM、SEM、EDS、相分析、硬度测试和冲击性能试验等分析手段,对比研究Nb含量为0、0.067%和0.270%(质量分数)的H13试验钢淬回火后的组织及力学性能。结果表明,加入Nb后试验钢淬火硬度有所下降;淬火温度提高后,含Nb试验钢的晶粒尺寸小于0Nb试验钢,但含Nb试验钢中存在部分未溶碳化物;3种试验钢回火后的二次硬化峰均出现在510 ℃。经1050 ℃淬火、不同温度回火后,0.067Nb试验钢的冲击吸收能量高于0Nb试验钢。0.27Nb试验钢受到大尺寸碳化物的影响,淬火温度在1080 ℃以下时,冲击吸收能量不及另两种试验钢。     

深冷处理对3Cr13组织和力学性能的影响

利用SLX-30程序控制深冷箱、金相显微镜、扫描电镜和洛氏硬度计,研究了刀剪材料3Cr13钢经普通热处理、深冷处理后的微观组织及力学性能变化。结果表明,与普通热处理相比.深冷处理后钢中析出的碳化物数量明显增加,分布更加均匀弥散;深冷处理后洛氏硬度值较普通热处理增加了5.3 HRC,冲击韧度增加了0.8 J。     

深冷及磁场深冷处理对钢中残留奥氏体的影响

讲座了深冷及磁场深冷处理对W18Cr4V高速钢及GCr15轴承钢中残留。奥氏体的影响,为充分挖掘这些在工业上使用量大、面广的材料的潜力,提供了有益途径。