M2铸造高速钢的变质处理

用Re Al N复合变质剂对M 2铸造高速钢进行变质处理 ,消除了钢中网状共晶碳化物 ,细化了基体组织 ,减轻了W、Mo元素偏析 ,在不降低M 2高速钢硬度的情况下 ,韧性大幅度提高 ,经 1180～ 12 0 0℃淬火 ,5 6 0℃三次回火后 ,硬度保持在HRC6 5～ 6 6 ,冲击韧性由 8.5J提高到 17.0J。变质处理M 2铸造高速钢具有优异的抗热疲劳性能和抗高温磨损性能     

热处理对激光选区熔化成型高速钢组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

基于激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术,采用加热打印基板和低功率慢扫描的打印策略,制备了近全致密、低缺陷的高速钢样品;对比分析了固溶淬火及1~4次高温回火等热处理工艺对高速钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:SLM极高的熔融/冷却速率产生了细晶奥氏体组织,解决了高速钢中常见的粗大莱氏体组织和网状碳化物问题。固溶淬火处理后高速钢组织由马氏体和残余奥氏体组成。随后在数次高温回火过程中,高速钢逐渐向回火马氏体转变,并析出大量微米级和纳米级MC型碳化物。在马氏体相变强化和MC型碳化物沉淀强化作用下,固溶淬火+3次回火的Tempered-Ⅲ样品硬度60HRC,抗弯强度3621 MPa,弯曲断裂应变为10.1%,获得硬度、强度和韧性匹配较佳的综合性能。继续增加回火次数则导致部分碳化物长大,使得高速钢弯曲断裂应变有所降低。通过SLM技术结合固溶淬火+高温回火,能够充分发挥细晶强化、相变强化和沉淀强化效果,为高强高韧复杂形状高速钢零件的快速制备提供了新途径。     

热处理工艺对18Cr23MoVRE耐磨铸钢组织及性能的影响

研究了18Cr23MoVRE耐磨钢在不同的热处理工艺下的显微组织和力学性能。研究结果表明,18Cr23MoVRE耐磨钢经不同温度淬火+300℃回火处理后,其组织均为回火马氏体基体+少量碳化物。淬火温度提高,试验钢的硬度增加,冲击韧性略有下降。在1000℃淬火+300℃回火时,试验钢获得优良的综合性能,硬度可达到HRC58.5,冲击韧性达到5.8J。     

AMS5616钢的回火脆性

本文研究了AMS5616钢经990℃淬火、不同温度回火后的室温力学性能,特别是室温冲击韧性的变化。发现该钢在450～550℃回火,存在一个明显的回火脆性区。显微组织研究表明:该回火脆性主要与残余奥氏体的大量分解和M_3C型碳化物向M_(23)C_6型碳化物的转化有关。     

P92钢表层纳米组织的热稳定性

本文通过表面纳米化处理(SMAT)在P92钢表层中形成纳米组织结构,研究了回火温度对表层纳米组织演化行为和析出行为的影响.结果表明:淬火态和回火态P92钢组织经过SMAT处理后沿深度方向依次是纳米层、剧烈变形层、最终过渡到正常组织.随后分别研究了淬火和回火态SMAT试样经不同温度回火后微观组织的再结晶及长大行为.经SMAT处理的铁素体纳米晶粒在550℃时仍能保持较好的纳米结构,甚至高达650℃时表层晶粒仍为纳米晶,当温度超过760℃时表层组织发生显著的再结晶和晶粒长大现象.纳米晶界能抑制淬火态P92钢在较低温度回火时M23C6碳化物的析出.纳米组织提高了高温回火过程中合金元素在铁素体中的扩散速率,加速了M23C6碳化物的长大过程.不同温度回火过程中SMAT纳米层中析出行为的变化将在本文中详细描述.     

低合金调质钢在回火过程中的力学性能EI北大核心CSCD

研究了回火温度对低合金调质钢力学性能和显微组织的影响。结果表明:淬火态为具有自回火析出物的板条马氏体,具有良好的强韧性配合;在250℃左右回火后片状碳化物析出量增加,提高了屈服强度;在400℃回火后在板条界析出碳化物薄壳,导致回火脆性现象;高温回火后板条形态仍普遍存在,局部区域的板条合并成铁素体块晶。在550℃以上回火析出大量纳米碳化物,渗碳体明显粗化.细晶强化和析出强化是实验钢的主要强化方式。在回火过程中组织演变及析出物性质直接影响拉伸曲线特征和n值。     

铌钒微合金钢中碳化物的析出过程

为了解铌钒微合金钢碳化物析出过程对机械性能的影响,将Nb-V微合金钢在1200℃固溶0.5h后淬火,在500℃回火不同时间,淬火样品的显微硬度最高,随着回火时间延长,显微硬度先快速下降,随后上升,在回火4～10h时出现一个硬度峰,随后又缓慢下降.用三维原子探针(3DAP)研究这些样品中碳化物的析出特征.结果显示,淬火样品中V、Nb元素分布均匀;随着回火时间延长,碳化物的尺寸逐渐增大,数量增加,回火4～10h的样品数达到最多,与硬度峰对应,同时V碳化物依次向V、Nb和V、Nb、Mo的复合碳化物转变.     

预应力混凝土用钢棒的热处理与组织性能研究

研究了淬火温度和回火温度对预应力混凝土用钢棒组织与力学性能的影响。结果表明,在相同回火温度下,抗拉强度均随着淬火温度的升高而先升高后降低,适宜的淬火温度为900℃;在相同淬火温度下,试样的抗拉强度都会随着回火温度的升高而逐渐降低;回火温度在370~460℃时的断后伸长率均满足≥5%的要求;结合标准对抗拉强度≥1 420 MPa的要求,预应力混凝土用钢棒适宜的回火温度为400℃。     

硅对烧结M3∶2高速钢回火相及力学性能的影响

为研究硅对烧结高速钢力学性能的影响,采用真空热处理炉在1230℃对含0.4%碳粉及硅添加量在0～3.0%的M3∶2高速钢进行烧结,在500～600℃对烧结后的试样进行二次回火.采用X射线衍射仪,扫描电镜及能谱分析等手段研究了不同硅添加量对回火态高速钢的物相特征及力学性能的影响规律.物相分析结果表明,添加硅后,硅主要分布在回火马氏体及M6C碳化物中,而在MC碳化物中含量较低.回火马氏体组织中硅的含量随硅添加量的增加而增加,同时,硅的添加还显著影响回火马氏体组织中铁素体相的晶格常数,在硅添加量为0.7%时,铁素体相达到最大的晶格常数.力学性能测试结果表明,适量硅的添加可提高二次硬化效果,添加0.7%硅的高速钢在550℃二次回火后获得了最佳的硬度和弯曲强度.     

利用热处理改善钒钛磁铁矿直接制备的铁基摩擦材料组织与性能

以攀枝花钒钛磁铁矿为原料,通过选择性碳热原位反应和真空烧结技术直接制备得到铁基摩擦材料.为进一步提高材料性能,本工作研究了淬火与回火处理对铁基摩擦材料组织和性能的影响.结果表明:900～1 000℃淬火使材料基体组织由珠光体向马氏体转变,硬度和摩擦性能随淬火温度的升高先提升后下降,在950℃时效果最佳,摩擦磨损行为由热处理前较严重的磨粒磨损和粘着磨损转变为磨粒磨损,且磨损程度降低.950℃淬火试样分别在250℃、500℃和650℃进行回火处理,基体组织随着温度的升高先由马氏体向低硬度屈氏体转变,而后转变为硬度更低的索氏体,但500℃回火时发生的回火二次硬化和碳化物的脱溶使得材料硬度提升,摩擦性能进一步提高,摩擦磨损行为表现为轻微的磨粒磨损.综合而言,950℃淬火+500℃回火处理后的铁基摩擦材料组织及性能最优,相比未热处理材料,硬度提高32％,磨损率降低61％,摩擦系数降低18％.     

轧辊用高速钢中碳化物研究

本文利用扫描电镜、能谱分析对三种轧辊用高速钢的组织中碳化物进行了研究,并分析了VC形态与高速钢化学成分之间的关系。结果表明：轧辊用高速钢组织包括马氏体基体,残余奥氏体和各种类型碳化物,如粒状或小块状的MC型碳化物,网状的M7G型碳化物,鱼骨状的M6C型碳化物以及其他复合型碳化物,各种碳化物含有的合金元素以及显微硬度不同;在研究范围内（Weq≤10）,晶粒尺寸是随钨当量的升高而变小;根据V含量不同,VC会出现不同形貌进而影响高速钢性能。     

Experimental investigation on heat treatment of a high‐speed steel for hot rolling roll mill

The authors describe the researching results to optimise the hardening and tempering of the high carbon high‐speed steel for rolls containing 2.38%C, 5.07%V, 6.34%Mo, 5.09%Cr, 1.20%Ni, 1.17%Nb, 0.09%Ti and 0.05%RE by means of light optical microscope (LOM), scanning electron microscope (SEM), backscattered electron image (BSE), X‐ray diffraction (XRD), and hardness, tensile strength, impact toughness and wear testers. The results show that the microstructure of above casting high‐speed steel is given by a tempered martensitic matrix surrounded by eutectic carbides. Casting high‐speed steel has higher hardness quenching at 1280 K–1340 K, and it has higher hardness, tensile strength, impact toughness, and abrasive wear resistance tempering at 793 K–833 K. The comprehensive properties of casting high‐speed steel is the best while air‐cooling quenching about 1340 K and tempering about 813 K.     

轧辊用高速钢材料的研究现状

高速钢轧辊因具有硬度高、红硬性好及耐磨性好的特点而在轧钢工业获得了广泛的应用.概述了高速钢轧辊中的主要元素及其作用、各类型碳化物的特点以及高速钢轧辊的生产工艺及其特点,介绍了变质处理对高速钢轧辊材料组织与性能影响的研究现状.建议加强轧辊化学成分匹配、热处理工艺、使用特性、组织转变规律及变质处理计算机控制技术等方面的研究,以进一步提高高速钢轧辊的研究和使用水平.     

利用JMatPro软件进行合金覆层成分设计及回火工艺制定

利用JMatPro软件对合金覆层进行计算,模拟分析了不同回火状态下合金覆层内部相组成成分的变化情况与碳化物颗粒的析出情况,预测了合金覆层的相关性能;采用微束等离子熔覆加工方法,在H13钢基体上熔覆制备了合金覆层,研究分析了合金覆层回火前后的组织形态、物相组成、元素分布和显微硬度变化。结果表明,对合金覆层进行200℃回火2 h,合金覆层内部组织结构、物相组成与回火前相比无明显变化,显微硬度也无明显变化(463 Hv_0.1);经400℃回火2 h后,合金覆层组织内部开始有少量MC型特殊碳化物析出,晶界周围逐渐呈现不连续的网状分布,一定程度上提升了覆层的显微硬度(512 Hv_0.1);经600℃回火2 h后,合金覆层组织内部析出大量MC、M2C型特殊碳化物,之前不连续的网状分布发展为连续、密集的蛛网状分布,合金覆层内部整体呈现出更为细小、均匀的组织形态,覆层硬度提升约25.88%,达到569 Hv_0.1。     

回火方式对调质高强度钢组织和性能的影响

为改善高强度钢的塑性和韧性,对同一种低合金高强度钢进行两种不同回火方式的调质处理,淬火+缓慢加热回火的传统调质与淬火+感应加热回火的新调质工艺,分析该工艺对钢的组织与性能的影响.利用扫描电镜和透射电镜观察组织及析出物的变化,采用X射线衍射仪分析了钢中残余奥氏体体积分数.结果表明:两种工艺下,钢的组织均为板条宽300～500 nm左右的马氏体组织,感应加热回火调质工艺处理后,板条组织明显,析出物大多约为20 nm,比传统调质处理后的细小;两种不同热处理工艺均能提高钢的屈服强度.感应加热至500℃回火后试验钢具有16%以上的延伸率,-40℃冲击功达到32 J,优于传统调质工艺处理钢板的综合性能.感应加热回火能获得更多小尺寸析出物和更多的残余奥氏体,有利于改善钢的塑性和韧性.     

Effect of tempering temperature on microstructure and properties of aluminium-bearing high boron high speed steel

Heat treatment is of great significance to the performance improvement of high speed steel. Via heat treatment, the microstructure of high speed steel can be improved, thus greatly improving the material performance. The effect of tempering temperature on the microstructure of aluminium-bearing high boron high speed steel (AB-HSS) was investigated by optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM) and x-ray diffraction (XRD). The hardness and wear resistance of the alloy at different tempering temperatures were tested by Rockwell hardness tester, micro-hardness tester and wear tester. The experimental results indicate that the tempering microstructure of aluminium-bearing high boron high speed steel consists of α-Fe, M₂B and a few of M₂₃(C, B)₆. Tempering temperature could greatly affect the wear resistance of materials. With the increase of tempering temperature, the wear resistance of aluminium-bearing high boron high speed steel firstly increase and then decrease. The alloy tempered at 450 °C has the best wear resistance and minimum wear weight loss. This study provides a reference for the formulation of heat treatment process of aluminium-bearing high boron high speed steel.     

Correlation of microstructure and fracture properties of five centrifugal cast high speed steel rolls

Abstract

The present study is concerned with effects of microstructural factors such as distribution and fraction of coarse carbides located along solidification cell boundaries and characteristics of tempered martensitic matrix on fracture properties of five high speed steel (HSS) rolls manufactured by a centrifugal casting method. In situ microfracture observation, fracture toughness measurement and fractographic observation were conducted on these rolls to clarify fracture mechanisms. The in situ observation results indicated that coarse carbides located along cell boundaries provided easy intercellular fracture sites under a low stress intensity factor level. In the rolls whose intercellular carbide fraction and matrix hardness were high, fracture easily occurred under a low stress intensity factor. On the contrary, in the rolls where a small amount of intercellular carbides was distributed on the relatively ductile matrix of lath tempered martensite, the fracture path was accompanied by a considerable amount of plastic deformation including shear band formation, thereby resulting in high fracture toughness. In order to obtain better microstructure, hardness and fracture toughness of the HSS rolls, the minimisation of intercellular carbides, the refinement of carbides and the improvement of the matrix characteristics by controlling alloying elements and heat treatment conditions were suggested.     

热处理工艺对压裂泵阀体用钢4330MOD组织及性能的影响

为提高压裂泵阀体的强度和韧性,研究了不同热处理工艺对改进型4330钢组织及力学性能的影响。结果表明:4330MOD钢通过添加微合金元素及调质工艺优化能够提高强度和韧性。微合金元素Nb、V,正火+调质工艺能够降低晶粒尺寸,提高强韧性。4330MOD钢在550℃～700℃回火时,组织为回火索氏体组织,随回火温度的升高强度降低,韧性先升高后降低,在600℃～650℃回火强韧性匹配较好。4330MOD钢通过微合金元素添加及热处理工艺优化使晶粒尺寸及板条块宽度细小,大角度晶界比例高,从而提高了钢的强韧性。