高碳高钒高速钢的高温硬度及热处理的研究

研究了高碳高钒高速钢的淬火、回火热处理及高温硬度。结果表明,其峰值硬度温度较常规高速钢低１５０～２５０℃左右,随碳量增加,峰值硬度温度降低,相同碳量、钡量增加,峰值硬温度升高。回火后的硬度变化和常规高速钢呈相同的趋势,次硬化温度约在５５０℃,但二次硬化的峰值硬度峰较小,在二次硬化温度二次回火,二次硬化作用消失。随碳量、钒量增加,高温硬度增加。根据轧辊辊面硬度要求,高碳高钒高速钢的淬火温度为９５０～     

热处理对低合金高速钢碳化物的影响

利用XRD对低合金高速钢及通用型高速钢M2各热处理状态下碳化物的数量及类型变化特点进行研究,同时对力学性能进行了测试。结果表明:由于采用较高的碳饱和度,低合金高速钢退火态的碳化物数量接近通用型高速钢M2,淬火过程中溶入基体及回火时析出的碳化物数量与M2钢相当,增加了固溶强化效果及二次硬化能力;使低合金高速钢经1170℃淬火+540℃×3 h三次回火后,其硬度和600℃红硬性可达M2钢的水平,获得了良好的综合性能。     

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.     

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。     

回火工艺对低合金高速钢二次硬化的影响

研究了HJ低合金高速钢在各种回火规范下的力学性能和组织.结果表明:HJ高速钢随回火温度的升高,残余奥氏体量逐渐减少,硬度先上升,540℃时达二次硬化峰值;随回火温度的进一步升高,硬度下降,这是二次碳化物的聚集长大导致的.540℃×4h回火4次残余奥氏体进一步减少,硬度也呈上升趋势.     

Co微合金化对M2高速钢组织和性能的影响

采用洛氏硬度计、扫描电镜和透射电镜等方法研究了在M2高速钢中添加微量Co对其回火组织和性能的影响。结果表明,两种试验钢回火之后的组织都为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物。添加0.82%(质量分数,下同)Co使得M2高速钢的峰值硬度提高了约0.3 HRC,使600 ℃保温48 h之后的红硬性提高了约0.8 HRC,可以看出微量Co添加对M2高速钢的硬度和红硬性的提升效果不大,抗弯强度提高了约950 MPa,而使得M2高速钢的韧性略有降低,均为脆性断裂。通过对试验钢中的碳化物进行观察发现,两种试验钢析出的一次碳化物主要为大颗粒的MC型和M₆C型碳化物,通过TEM分析之后发现,添加0.82%的Co使得试验钢中马氏体板条上长条针状M₂C型的二次碳化物析出数量增多。     

高速钢分级回火工艺

高速钢淬火后要进行560℃×60min的3次高温回火，而等温淬火后要进行4次高温回火。我们根据对高速钢回火机理的分析研究和工艺实践经验的总结，设计了高速钢分级回火工艺。1分级回火工艺高速钢回火的目的，是通过合金碳化物的弥散析出和共格畸变，残留奥氏体的充分转变，淬火应力的消除和组织的稳定，以获得较高的二次硬化硬度、红硬性和一定的强韧性。据此，回火工艺设计为两次回火，第一次为350℃×1h和580℃×1h的分级回火，第二次为560℃×1h的补充回火。第一次回火温度最高为580C，略高于高速钢二次硬化的峰值温度，可以在不明显降低…     

GV3高速钢丝锥微观组织及切削性能

对新型GV3高速钢丝锥与传统M2高速钢丝锥的切削性能、化学成分和热处理后的微观组织进行了对比分析。结果表明,GV3高速钢与M2高速钢相比,适当提高了含碳量,同时含有较多的V和W元素。V和W元素在钢中能形成均匀细小的VC和W2C碳化物,淬火过程中阻碍奥氏体晶粒的长大,形成细晶粒组织;回火过程中VC和W2C以极细小质点弥散析出,形成钢的二次硬化,不仅明显提高钢的硬度、耐磨性和红硬性,而且保持了良好的韧性和抗冲击性能。因此GV3钢丝锥不仅在常规切削速度(6.3 m/min)下具有良好的切削性能,而且在较高切削速度(10 m/min)下,仍然具有优良的切削性能。     

新型粉末冶金高速钢ASP2051淬回火后的硬度及碳化物分析

通过硬度测试和金相观察研究了奥氏体化温度和回火温度对ASP2051粉末高速钢硬度和微观组织的影响,并对不同工艺处理后的碳化物尺寸进行了统计。结果表明:随着奥氏体化温度从1503 K升至1523 K,ASP2051钢淬火后硬度下降,平均晶粒尺寸增加。在不同奥氏体化温度下,随着回火温度从898 K升至913 K,ASP2051钢回火后硬度下降,这与回火后1μm碳化物数量减少有关。     

表面冶金高速钢组织的研究

研究了20钢经辉光离子W-Mo共渗,再经渗碳后,形成的表面冶金高速钢组织,并测试了淬火、回火后的硬度及红硬性,结果表明,此种表面冶金高速钢无碳化物偏析,其硬度及红硬性基本达到M2高速钢水平。     

热处理工艺对SF9V高速钢组织及性能的影响

利用扫描电镜、XRD及硬度测试,研究热处理工艺对SF9V高速钢的组织及性能的影响规律。结果表明,经喷射工艺制取SF9V高速钢组织均匀,晶粒细小,为晶粒尺寸15μm的等轴晶,无宏观偏析现象;热处理之后的SF9V高速钢组织主要有铁素体、碳化物及回火马氏体;试验钢的硬度随着回火次数的增加而降低;由于析出较多的碳化物,SF9V高速钢基体中的固溶体中的含碳量下降,降低了二次硬化的效果。     

热处理对粉末冶金高速钢组织与性能的影响

研究了热处理工艺对粉末高速钢组织、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:热处理后高速钢的组织为马氏体、残留奥氏体和MC碳化物;高速钢的硬度和抗弯强度均随着淬火温度的升高而提高;随着回火温度的升高,高速钢的硬度值发生下降,而抗弯强度则先增加到峰值后再下降,在550℃回火处理可以获得4250 MPa的抗弯强度;高速钢经过一次、两次回火处理后硬度值变化不大,3次回火后硬度值下降,经过一次回火后高速钢的抗弯强度值较低,经过两次、3次回火处理后抗弯强度较高,且变化不大。     

热处理工艺对粉末冶金高速钢组织与性能的影响

研究了热处理工艺对粉末高速钢组织、硬度和抗弯强度的影响。结果表明,热处理后高速钢的组织为马氏体、残留奥氏体和MC碳化物;高速钢的硬度和抗弯强度均随着淬火温度的升高而提高;随着回火温度的升高,高速钢的硬度值发生下降,而抗弯强度则先增加到峰值后再下降,在550 ℃回火处理可以获得4250 MPa的抗弯强度;高速钢经过一次、两次回火处理后硬度值变化不大,3次回火后硬度值下降,经过一次回火后高速钢的抗弯强度值较低,经过两次、3次回火处理后抗弯强度较高,且变化不大。     

热处理对低合金高速钢组织和性能的影响

研究了淬火及回火温度对HJ低合金高速钢组织和力学性能的影响。结果表明,HJ高速钢的奥氏体晶粒尺寸及力学性能对淬火温度很敏感。1160℃淬火时奥氏体晶粒细小均匀,综合性能良好;1170℃以上淬火时出现混晶,1210℃以上淬火时晶粒全面粗化,导致韧性显著降低。HJ高速钢回火二次硬化效果明显,二次硬化峰值温度为540℃左右。     

含氮半高速钢冷轧辊材料回火组织转变研究

合金多元化是提高轧辊性能的重要方式,氮合金化是强化方式之一。针对半高速钢冷轧辊材料组织转变的研究集中在回火二次硬化阶段,缺乏对含氮半高速钢材料的回火组织转变研究。本文根据回火过程中硬度与组织随回火温度变化的关系,将回火过程划分为四个阶段,并对每个阶段组织的转变行为进行了分析,结果表明:含氮半高速钢冷轧辊材料淬火后基体组织为以位错马氏体为主的混合组织,未溶碳化物相包括富铬和铁的M_7C_3碳化物和富钒并含氮的M(C,N)碳氮化物。整个回火处理过程中,一次M(C,N)和M_7C_3保持较强的稳定性;随着回火温度的升高,含氮半高速钢材料微观组织会发生一系列变化;在回火温度逐步提高的过程中,伴随着微观组织的转变和碳化物的析出、溶解等现象,在一定程度上影响了材料的硬度、力学性能和使用性能。     

喷射成形高速钢热处理过程中碳化物的演变

研究了喷射成形高速钢在热处理过程中碳化物的演变。结果表明,使用喷射成形工艺生产高速钢可消除偏析,获得均匀微观组织和碳化物分布,喷射态组织由片状M2C碳化物和均匀分布的球形MC碳化物组成。锻造退火后,亚稳态M2C碳化物完全分解为M6C和MC碳化物。淬火后组织为马氏体、残留奥氏体与未溶碳化物,高温回火后,大量细小弥散的二次碳化物从基体中析出,产生二次硬化效应,使材料具有极高硬度和良好冲击韧性。热处理后喷射成形高速钢具有优异的使用性能。     

TV3高速钢及用其制作的丝锥的切削性能

高速钢是制作刀具的主要材料。目前,高速钢已从通用型向专用型发展。TV3钢一种用于制作丝锥的新型高钒高速钢,其红硬性和二次弥散硬化效果均优于M2高速钢。采用TV3、M2和M35钢制作丝锥,经正常淬火、回火后进行了切削性能试验。结果表明:TV3钢丝锥的优于M2钢丝锥,稍逊于M35钢丝锥。此外,从齿部是否易于损坏(俗称"烂牙")这一点评价,TV3钢丝锥与M3钢丝锥相当但优于M2丝锥。采用TV3制作丝锥具有很高的性价比。     

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.     

高韧高硬高速钢的研究

研制开发了一种碳化物尺寸甚小、硬度高于HRC67的高韧高硬高速钢,即25W3Mo4Cr2V7Co5钢。其锻造性能远优于传统高速钢,热处理工艺仅略复杂于传统高速钢。用化学分析法、金相分析法、X射线结构分析法以及表面硬度和显微硬度测定法研究了渗碳温度和时间、淬火加热温度以及回火温度和次数对其渗层的碳浓度分布、金相组织、相组成、层深、表面硬度和硬度梯度的影响规律。结果表明,25W3Mo4Cr2V7Co5钢的共晶碳化物尺寸细小(其平均尺寸约为2～4μm,最大尺寸仅约为8μm,仅及超硬高速钢M42的1/3～1/2);经最佳渗碳规范处理后,其碳化物平均尺寸仅为4～6μm(最大尺寸仅为10μm),其硬度可达M42的硬度水平,即HRC67～70。     

热处理对高速钢W6Mo5Cr4V3Co8组织和性能的影响

采用OM,SEM,EDS,TEM以及力学性能试验,研究了热处理工艺对不同尺寸规格的粉末冶金高速钢W6Mo5Cr4V3Co8微观组织和力学性能的影响。结果表明,区别于普通高速钢,粉末冶金高速钢微观组织中没有大颗粒尺寸共晶碳化物,退火组织中碳化物均匀、细小,颗粒尺寸小于3μm。因此,不同尺寸规格钢材以及不同截面方向的组织都保持着高度的一致性;试验钢在1080～1180℃较宽的温度范围内淬火都能够获得67 HRC以上的硬度。淬火后的组织为马氏体+残留奥氏体+未溶碳化物,淬火奥氏体晶粒尺寸非常细小;经过高温回火后,试验钢存在明显的二次硬化效应,二次硬化峰出现在520℃。二次硬化现象是由残留奥氏体转变和合金碳化物析出共同作用的结果,TEM分析显示,试验钢经高温回火析出的二次硬化碳化物包含VC;冲击韧性试验结果表明,不同截面尺寸粉末高速钢的冲击韧性基本相当,同一钢材其横向和纵向的冲击韧性相差不大。