M42高速钢电渣重熔及锻造退火后碳化物的析出

 通过X射线衍射分析、光学显微镜和透射式电子显微镜观察以及相关热力学计算,对比研究了M42高速钢电渣锭及锻后退火两种状态所析出碳化物的类型、尺寸、分布及析出条件。得出M42高速钢电渣锭中的碳化物主要为Mo2C亚稳态碳化物和少量Cr7C3碳化物,Mo2C碳化物尺寸较大,主要呈层片状、纤维状和棒状沿晶界析出。锻造退火后的M42高速钢中碳化物类型主要为Cr7C3,VC和Fe2Mo4C,平均尺寸小于10 μm且分布均匀,形态以方形、不规则球形和小颗粒为主。M42高速钢电渣锭中的Mo2C在锻造过程中可以分解为Fe2Mo4C和VC。根据冶金热力学计算得出,Mo2C和VC在固液两相区析出,析出温度分别为1 229 和1 222 ℃;Cr7C3在固相中析出,析出温度为842 ℃。     

模铸和电渣M2高速钢中碳化物的演变行为及对比

为了优化高速钢生产工艺、控制钢中碳化物,研究了不同冶炼工艺和加工工序下M2高速钢中碳化物的演变行为。采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析以及热力学计算等方法,对模铸和电渣重熔M2高速钢中碳化物的类型、形貌、面积分数和分布进行研究和对比。结果表明,模铸M2高速钢锻造、轧制、盘圆和拉丝成材过程中网状碳化物得到破碎,但仍存在不规则一次碳化物,各工序下碳化物面积分数为4.96%、4.54%、5.05%和5.08%。电渣M2高速钢锻造后网状碳化物交叉处堆积比较严重,且比相同工序下模铸M2高速钢的面积分数高。国内某厂家和日本不二越的电渣M2高速钢二次锻造材中碳化物面积分数分别为5.47%和5.33%。M2高速钢锻造坯中碳化物为M₆C、MC、M₇C₃。存在于基体中的尺寸大、形状不规则的M₆C和MC对后续加工和成品材会产生不利影响。     

结晶器旋转数值模拟及对高速钢电渣锭碳化物的影响

为了改善M2高速钢中的碳化物分布,通过数值模拟详细分析了结晶器旋转对M2高速钢电渣重熔过程温度场、金属熔池形状的影响,并进一步通过实验室双极串联结晶器旋转电渣炉研究了旋转速率对M2高速钢电渣重熔过程的影响。采用扫描电镜观察并分析了结晶器旋转对电渣锭中碳化物形貌、分布的影响;采用小样电解萃取实验,分析了结晶器旋转速率对碳化物组成的影响。结果发现,随着结晶器旋转速率的增加,渣池的高温区从芯部向边部迁移,温度分布更加均匀;金属熔池的深度变浅,两相区的宽度收窄,从而导致局部凝固时间降低、二次枝晶间距减小。与此相对应,随着结晶器旋转速率的增加,M2电渣锭的渣皮更薄、更加均匀,结晶器对电渣锭的冷却强度更大,碳化物网格开始破碎、变薄,碳化物由片状改变为细小的棒状。X射线衍射分析表明,不论结晶器是否旋转,碳化物的类型始终不变,由M₂C、MC和M₆C组成,但是随旋转速率增加M₂C含量增加,MC和M₆C含量降低。碳化物组织得以改善的主要原因在于,结晶器旋转导致金属熔池深度降低、两相区宽度收窄,改善了凝固条件,减轻了元素偏析。      

电渣重熔工艺参数对高速钢凝固组织的影响

本文介绍了高速钢电渣重熔中各种工艺参数对高速钢的凝固组织的影响，从而阐明了高速铜重熔工艺参数选择的依据，为综合考虑高速钢电渣重熔工艺各个工艺参数指出了一个原则。     

快速抽锭电渣重熔M2高速钢160 mm x160 mm铸坯工艺及质量

为控制高速钢钢锭组织的不均匀性和碳化物偏析问题,常采用电渣重熔生产小规格钢锭,但其生产效率低、成材率低。采用快速抽锭电渣重熔小规格长电渣坯可提高生产效率和成材率,利用T型导电结晶器快速抽锭电渣炉以不同熔速重熔M2高速钢160 mm×160 mm方长坯并锻轧成材,通过对电渣坯成分、低倍、铸态组织及轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸检测分析,并与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材进行对比,分析表明快速抽锭电渣炉以400 kg/h熔速重熔的电渣坯成分稳定、低倍组织良好,生产的轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材相当,而生产效率、成材率有明显提高。     

快速抽锭电渣重熔M2高速钢160 mm×160 mm铸坯工艺及质量

为控制高速钢钢锭组织的不均匀性和碳化物偏析问题,常采用电渣重熔生产小规格钢锭,但其生产效率低、成材率低。采用快速抽锭电渣重熔小规格长电渣坯可提高生产效率和成材率,利用T型导电结晶器快速抽锭电渣炉以不同熔速重熔M2高速钢160 mm×160 mm方长坯并锻轧成材,通过对电渣坯成分、低倍、铸态组织及轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸检测分析,并与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材进行对比,分析表明快速抽锭电渣炉以400 kg/h熔速重熔的电渣坯成分稳定、低倍组织良好,生产的轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材相当,而生产效率、成材率有明显提高。     

SPS烧结M42粉末冶金高速钢的显微组织与性能

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了M42粉末冶金高速钢,研究了SPS烧结M42粉末冶金高速钢及其热处理后的显微组织与性能。结果表明:与普通粉末冶金高速钢相比,SPS烧结制备的M42粉末冶金高速钢显微组织均匀、晶粒细小、无碳化物偏析。经过在1180℃×5min×550℃×1h的热处理后,硬度比普通粉末冶金高速钢提高1～2HRC。     

电渣熔铸低碳马氏体不锈钢内部质量研究

研究了电渣熔铸ZG06Cr13Ni4Mo后的凝固组织及不同位置的二次枝晶间距,以及电渣熔铸前后不同位置夹杂物的数量、尺寸、形貌、成分的变化规律.研究结果表明:电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的组织致密均匀,无疏松、气孔等低倍缺陷.电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的二次枝晶间距最大值为44.98μm,最小值为31.13μm,明显小于电极中的二次枝晶间距.电渣熔铸过程有利于减小二次枝晶间距,提高组织致密性与均匀性.电渣熔铸锭中夹杂物在面积百分比、最大当量直径和平均直径上均明显小于电极中的夹杂物,电渣熔铸去除夹杂物的效果明显.     

改进高速钢电渣锭底部形状提高锻造成材率

在高速钢生产中，成材率是影响经济效益的重要因素之一，尤其是锻造工序成材率较难控制。而作为锻造坯料的电渣锭，其底部形状是影响锻造成材率因素之一。我所锻造高速钢电渣锭，第一火底部切头重量一般为5～8kg，最大可达13kg，平均为6．4kg，为整个锭重的l．v’％，占锻造工序总损失量（包括切头、磕角、烧损等损失）的20％以上。为减小电渣锭底部切头量，将电渣锭底部由平底改为凸形底，试产电渣锭并由锻造试打，试验效果良好。电渣锭表面质量良好，生产工艺稳定；单支锭切头重一般为1．5～4．Ikg，平均为2．6kg。较平底锭切头量平均减…     

M42高速钢/X32弹簧钢电子束焊接温度场的数值模拟与实验研究

选择双椭球热源模型对M42高速钢/X32弹簧钢双金属带锯的电子束焊接的温度场进行Ansys数值模拟,确定焊接的最佳工艺参数,并进行焊接试验,利用扫描电镜观察M42/X32接头的微观组织。结果表明,最佳焊接工艺为焊接电压U=140 k V,焊接电子束电流Ib=20 m A,焊接速度v=2 m/min。在此工艺条件下进行电子束焊接实验,焊缝宽度实验值和计算值的相对误差为-3%~1.5%,二者吻合较好,验证了双椭球热源模型在电子束焊接温度场模拟中的适用性。M42/X32接头的焊缝中心为等轴晶和柱状晶的典型铸态组织;M42熔合区(FZ)组织为马氏体和M2C型碳化物,M42热影响区(HAZ)组织为马氏体、残余奥氏体及碳化物。X32熔合区(FZ)由类马氏体层和马氏体组织组成,X32热影响区(HAZ)组织为马氏体、残余奥氏体以及M23C6。     

Influence of Rare Earth Elements on Microstructure and Mechanical Properties of Cast High-Speed Steel Rolls

The influence of rare earth （RE） elements on the solidification process and eutectic transformation and mechanical properties of the high-V type cast, high-speed steel roll was studied. Test materials with different RE additions were prepared on a horizontal centrifugal casting machine. The solidification process, eutectic structure transformation, carbide morphology, and the elements present, were all investigated by means of differential scanning calorimetry （DSC） and scanning electron microscopy energy dispersive spectrometry （SEM-EDS）. The energy produced by crack initiation and crack extension was analyzed using a digital impact test machine. It was found that rare earth elements increased the tensile strength of the steel by inducing crystallization of earlier eutectic γ-Fe during the solidification process, which in turn increased the solidification temperature and thinned the dendritic grains. Rare earth elements with large atomic radius changed the lattice parameters of the MC carbide by forming rare earth carbides. This had the effect of dispersing longpole M C carbides to provide carbide grains, thereby, reducing the formation of the gross carbide and making more V available, to increase the secondary hardening process and improve the hardness level. The presence of rare earth elements in the steel raised the impact toughness by changing the mechanism of MC carbide formation, thereby increasing the crack initiation energy.     

稀土在汽车用先进高强钢中的研究现状

成分设计与优化是先进高强钢增强、增塑以及增韧的关键技术之一。随着钢质高纯化装备和技术的进步与发展,稀土元素在钢中的应用已由净化、夹杂物改性逐步向微合金化过渡。从第一代铁素体基软钢和高强低合金钢向第二代奥氏体基超高强钢,再到多相、亚稳和多尺度组织调控的第三代高强韧性钢,先进高强钢的微合金化技术一直是控制组织和性能的有效举措。稀土原子具备较大原子半径以及与O、S的高亲和力等优异特性,可从控制凝固与固态相变,影响碳元素与合金元素的扩散等多方面影响先进高强钢的组织结构,从而对其力学性能、成形性能以及耐腐蚀等服役性能产生显著影响。本文阐述了稀土元素分别在第一代、第二代和第三代典型先进高强钢中的作用机理,并展望了稀土元素在未来汽车钢中的应用前景。      

3Cr2W8V热作模具钢的稀土合金处理

采用15tEAF冶炼,25tLF精炼,740kg铸锭锻制成Φ110mm的3Cr2W8V钢材。在LF精炼后期,钢中氧含量为29×10^-6,加入0.048%RE合金(%:21~24RE,44Si,3Mn,5Ca,3Ti,余Fe)进行稀土合金处理,稀土元素的回收率为30.78%。检验结果表明,进行稀土处理能够有效地改善3Cr2W8V模具钢共晶碳化物偏析,并显著减少P、Pb、Sn、As、Sb等有害元素在晶界的偏析。     

稀土处理钢发展现状

概述了稀土在钢中的作用及对钢性能的影响,阐述了稀土处理钢的研究进展,特别是稀土对钢抗腐蚀性的影响,介绍了国内几家钢厂稀土处理钢的生产和应用现状,指出了稀土处理钢存在的问题和发展方向。     

Effect of RE－Al－N on Structures and Properties of M2 Cast High Speed Steel

M 2highspeedsteel (M 2steel)isamaterialwidelyusedintoolsanddies[1,2 ] .M 2steelischarac terizedbyalongsolidificationrangeandcomplexeu tecticreactions ,whichresultsinsegregationofalloy ingelementsandformationofseveraldifferenttypesofcarbidesduringsolidification[3,4 ] .Forconventionallyprocessedhigh speedsteels ,itisinevitablethatacoarsecarbidenetworkwillbeformedduringsolidifi cation .Coarseprimarycarbidestendtoresultinun evencarbidebandsdistributionafterasubstantialamountofhotprocessing[5] .Ma…     

电子束熔炼对高速钢碳化物的影响

 细小而弥散分布的碳化物是高速钢优良性能的保证,但复杂的合金成分导致铸态高速钢中碳化物粗大、偏析严重。为了探究电子束熔炼对铸态高速钢的影响,改善高速钢中的组织及碳化物状态,采用电子束熔炼技术制备M35高速钢,并对其成分、组织等进行了表征。结果表明, EBM-M35高速钢中平均枝晶间距为20 μm,碳化物尺寸细小,在组织中均匀分布,主要类型为MC和M₂C,且M₂C型碳化物由层片状向纤维状转变。对铸态EBM-M35高速钢热处理时发现,在1 180 ℃,保温30 min后碳化物断裂球化,达到细化碳化物、使碳化物在组织中弥散分布的效果,并且可以利用较低的热处理温度或较短的保温时间完成碳化物的优化。为铸态高速钢后续锻造、轧制等变形细化提供更优异的组织基础。     

混合稀土La-Ce对一种抗冲击防护钢组织与冲击性能的影响

为了研究不同混合稀土含量下一种抗冲击防护钢的冲击性能,对钢在室温和-40℃低温冲击性能进行测试,并对其冲击断口形貌及显微组织进行观察分析。结果表明,试验钢中加入混合稀土La-Ce后,改善了回火马氏体组织、细化了奥氏体晶粒,同时,变质了钢中的夹杂物,长条状的MnS夹杂物变质为球状复合稀土夹杂物,夹杂物尺寸由6μm减小到2μm;与不含稀土的试验钢相比,含混合稀土试验钢的室温冲击性能和-40℃低温冲击性能均有所提高,混合稀土La-Ce含量为102×10^-6时,防护钢的室温冲击功增加了24.5%,-40℃低温冲击功增加了17.4%。     

稀土合金包芯线代替铝条在沸腾钢生产中的应用研究

利用稀土对氧和硫有强亲和力的特性，结合包钢生产的Ｑ_（２３５Ｆ）、Ｈ_（０８Ａ（Ｅ））二个钢种，用稀土合金包芯线代替铝条，进行两次工业试验研究，观察其制止沸腾钢“上呕”的作用，取得与刺铝相似的效果。检验分析数据表明，在低倍组织、力学性能、夹杂形状等方面，刺稀土合金包芯线轧坯优于中注管刺铝轧坯。     

稀土在含铌钢中的作用规律

研究了稀土对含铌钢组织和性能的影响，研究结果表明，稀土元素的加入使钢的纵横向强度先下降而后上升，钢的延伸率和冲击功则先上升而后下降，其对改善钢的强度和－２０℃以下冲击功的各向异性不明显，而且对细化晶粒度和夹杂物级别影响不显著，但稀土元素的加入使铌的析出量略有增加。     

稀土对铁素体不锈钢凝固组织的改善

报道了稀土对1C r17(430)铁素体不锈钢凝固组织的影响,如稀土细化柱状晶,扩大了中心等轴晶区域,并且初步分析了稀土元素改善凝固组织的作用机理。