高钒高速钢中碳化钒的形态分布研究

在5％～l0％V，1．7％～3．2％C的条件下，研究了高钒高速钢中碳化钒的形态与分布，并对碳化钒的形态及分布形式进行了命名。研究表明，高钒高速钢中碳化钒基本形态有6种：团球状、块状、开花状、条状、短杆状和蠕虫状。碳化钒分布形式有3种：晶间分布、菊花状分布和均匀分布。合金为亚共晶成分时碳化钒沿晶间分布。合金为共晶成分时，碳化钒呈菊花状分布。合金为过共晶成分时碳化钒均匀分布。变质处理可改善初生碳化钒的形态，而对共晶碳化钒的形态则无明显影响。     

钾盐复合变质剂对高钒高速钢中碳化钒形态与分布的影响

采用不同的钾盐复合变质剂(含B钾盐、含Ti钾盐、含Zr钾盐)对高钒高速钢进行变质处理。试验结果表明,在高钒高速钢中加入含B钾盐、含Ti钾盐复合变质剂,能使初生VC的数量有所增加,形态更为圆整,分布均匀。加入含Zr钾盐复合变质剂,初生VC数量变化不大,但形态有所改变,共晶碳化钒断开,更加细化。     

高碳高钒高速钢复合轧辊的研究进展

论述了高碳高钒系高速钢复合轧辊的研究现状,重点介绍了高碳高钒系高速钢复合轧辊的制造工艺性能、成分设计、合金组织与性能.     

高碳高速钢的变质处理

采用不同剂量的钒铁对轧辊用高速钢进行变质处理，研究了钒变质对高速钢组织和性能的影响。结果表明，经过钒铁变质处理，高速钢组织中的碳化物网被打断，经过热处理后，碳化物进一步球化，分布更均匀。变质处理使高速钢的韧性得以明显提高。钒铁变质对组织和性能的改善作用在其加入量为1．0％附近时效果较好。     

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～     

高钒高速钢碳化钒形态的数值化分析

针对碳化钒的不同形态,设计出定量分析软件,并利用形状因子K,实现了高钒高速钢不同碳化物形态数值化处理,当K介于0.785～1.000之间碳化钒形态为团球状;K≤0.223,碳化钒呈开花状.高钒高速钢当碳含量达到4.2%时,K为0.86和当量直径D为0.78μm,碳化物呈团球状均匀分布.     

高硼高速钢研究进展

高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性、高耐热性和优良红硬性的工具钢,然而由于合金元素价格高,其使用范围受到很大限制。在高速钢生产中以廉价的硼替代钨、钼、钒、铌等贵重金属制得的高硼高速钢既降低了成本,又能保证优异的硬度、耐磨性、强韧性、抗高温氧化性。本文综述了合金化、变质处理和热处理对高硼高速钢组织和性能影响,最后对高硼高速钢未来的发展进行了展望。     

钒对高硼高速钢组织及回火析出的影响

通过钒合金化制备了不同钒含量的高硼高速钢，采用光学显微镜、扫描电镜、能谱等手段，研究了钒含量对高硼高速钢组织和宏观硬度的影响，并探究了热处理后含钒高硼高速钢的析出相形貌及结构。结果表明，高硼高速钢铸态组织主要由枝晶马氏体和M₂B硼化物组成，随着钒含量增加，基体中马氏体数量减少，铁素体数量增加，同时硼化物逐渐细化，合金的宏观硬度随钒含量增加而逐渐降低。微观分析表明，随V含量的增加，M₂B硼化物中V元素的固溶含量均增加。同时，V在硼化物中的固溶不改变富Fe硼化物中Cr的含量，但富Mo硼化物中Mo、W元素含量随合金中V含量的增加而逐渐降低。淬火加回火处理后，基体中出现了富Mo、W、V元素的二次析出相，且随着合金中V含量的提高，二次析出相的数量不断增加，其尺寸反而减小。同时，基体为细小的板条马氏体，二次析出颗粒形态为球状及短杆状，钒的加入促进了二次硼碳化物M₂₃(B,C)₆、M(B,C)、M₆(B,C)的析出。     

高钒高速钢回火过程中碳化钒析出与残留奥氏体转变

900～1100 ℃淬火后,研究了250～600 ℃回火对高钒高速钢残留奥氏体转变及碳化钒析出的影响。结果表明,高钒高速钢的回火温度存在临界值（约450 ℃）。当回火温度低于临界值时,残留奥氏体含量变化不明显。当回火超过临界值后,随回火温度提高,残留奥氏体含量迅速降低。回火过程中碳化钒自残留奥氏体中析出是残留奥氏体转变的前提条件。碳化钒的析出取决于非平衡热力学条件,而其析出量在回火温度超过450 ℃后可根据平衡热力学估算。碳化钒的析出使得残留奥氏体向马氏体转变的相变驱动力大于临界相变驱动力,为残留奥氏体转变提供可能,但残留奥氏体的转变量主要取决于动力学因素。回火温度提高引起马氏体形核率呈指数提高,导致残留奥氏体含量迅速降低。     

热处理对铸造高速钢组织与性能的影响

研究了热处理工艺对铸态和变质处理铸造高速钢组织与性能的影响。结果表明:变质处理可以使高速钢组织得到细化,同时改变钢中网状共晶碳化物的形貌,使高速钢的硬度和耐磨性得到提高;铸态高温加热、退火、淬火和回火等热处理工艺对铸造高速钢中碳化物的形貌影响不大。铸态和变质处理高速钢退火时,随着加热温度的升高,硬度逐渐升高;淬火+回火和铸态直接回火的高速钢随着回火温度的升高,硬度和耐磨性逐渐升高,在560℃三次回火时获得最高的硬度及室温耐磨性,且与锻造高速钢相当。     

碳对高钒高速钢碳化物形成的影响

在V含量约为10%的条件下,研究了碳含量在1.56%～3.15%范围内变化对高钒高速钢碳化物形成的影响.结果表明:碳含量较低时,仅形成钒的碳化物,铬、钼元素主要固溶于钒的碳化物中.随碳含量增加,形成钒碳化物后,以钼为主的复合碳化物优先形成,碳含量达到2.84%,方可形成以铬为主的复合碳化物.     

碳对高钒高速钢凝固过程的影响

通过定向凝固-液淬试验,金相分析,扫描电镜等手段,研究了碳量变化对含钒10%的高钒高速钢初生相析出顺序的影响.结果表明:高钒高速钢(10%V)凝固时,初生相的析出顺序与碳含量有关.若碳含量低于1.64%,首先从液相中析出铁素体;碳含量位于1.64%和2.09%之间时,首先从液相中析出铁素体 VC;碳含量大于2.5%时,首先从液相中析出VC.随着凝固的进行,当合金成分达到二元共晶和包共晶成分时,分别发生相应的二元共晶和包共晶转变.     

高强度高耐磨性铝硅合金的实验研究

制备了一种新型的高强度耐磨铝硅合金。采用自制的含有P、RE、Bi等多种元素的SX-1号双相变质剂对该合金进行变质处理。变质处理后,初晶Si和共晶Si平均尺寸在20μm以下;变质处理3 h后初晶硅平均尺寸一般在30μm左右,第四次重熔后初晶硅平均尺寸一般在40μm左右。经变质处理和T6热处理后,抗拉强度为249 MPa,伸长率为4.27%,硬度为108 HB,其耐磨性高于ZL109合金。试验结果表明,这种合金具有比共晶、亚共晶型铝硅合金更好的室温力学性能,又具有过共晶型铝硅合金耐磨、耐蚀、高温性能好等优点,具有广阔的应用前景。     

碳对高钒高速钢冷轧辊耐磨性的影响

在钒含量10％的条件下，采用铸造方法制备了碳含量1．58％～2．92％的高钒高速钢冷轧辊试样，应用自制设备WM-1型轧辊摩擦磨损试验机研究了碳含量对高钒高速钢耐磨性的影响，并与高铬铸铁（Cr20）进行了耐磨性与磨损机理的对比研究。结果表明：在试验条件下，含碳量为2．58％的高钒高速钢耐磨性最佳，其耐磨性为高铬铸铁的5倍。高钒高速钢与高铬铸铁轧辊试样的磨损机理均为高应力下的接触疲劳剥落。     

热处理对高钒高速钢中残余奥氏体量的影响

采用铁磁性法测定了高钒高速钢中残余奥氏体量。研究了淬火温度和回火温度对高钒高速钢残余奥氏体量的影响。结果表明：淬火加热温度升高，残余奥氏体量增加；回火温度升高，残余奥氏体量降低。在试验淬火温度范围(900～1100℃)内450℃以下回火，奥氏体含量变化不明显；回火温度达到550℃时，残余奥氏体含量迅速降低。     

离心铸造含硼高速钢轧辊的研究

采用离心铸造方法,开发了耐磨性能优良的高速钢轧辊,其主要化学成分w(％)为:1.5～2.0C,3.0～5.0Mo,1.0～3.0W,2.0～3.0V,1.0～2.0Co,1.0～2.5B和5.0～8.0Cr.高速钢轧辊硬度达85～88 HS,辊面硬度差小于2.0 HS,冲击韧度＞10.0 J/cm2.用于高速线材轧机预精轧机架,高速钢轧辊的磨损率仅为2.33×10-4 mm/t钢,使用效果接近硬质合金轧辊,但生产成本仅为硬质合金轧辊的32％.     

热处理对高钒高速钢滚动磨损性能的影响

采用自制的WM-1型滚动磨损试验机研究了高钒高速钢经900-1100℃淬火后550℃回火及1100℃淬火后250～550℃回火时的滚动磨损性能，并利用SEM对其显微组织进行了分析。结果表明：550℃回火条件下，低温淬火时基体组织以回火马氏体为主，随着淬火温度升高，残余奥氏体含量升高，马氏体含量相对减少，而耐磨性随淬火温度升高逐渐升高；1100℃淬火条件下，低温回火时基体组织主要以残余奥氏体为主．随着回火温度升高，残余奥氏体量减少，而其耐磨性随回火温度的升高逐渐升高，达到一定值后开始降低。以耐磨性为评价标准．最佳热处理工艺为：1050℃淬火，450℃或550℃回火；研究结果揭示了适量的残余奥氏体有利于提高滚动磨损性能。