彩色金相技术在高速钢中的应用

Ｍ２高速钢中碳化物的种类和形态繁多；利用彩色金相方法可以清晰而方便地区分出共晶碳化物的类型，可以研究Ｍ２Ｃ型碳化物高温分解的过程，也可以检查富硼相的存在。     

铌对高速钢组织和性能的影响

本文研究了铌对高速钢的组织和性能的影响。并通过试验证明在相同的温度淬火和回火条件下,含有铌时可以使高速钢的硬度、韧性、红硬性和高温拉伸强度得到进一步提高。电子探针测定表明:铌主要存在于碳化物中。铌细化晶粒降低钢的过热敏感性,并能改善碳化物的形态和分布,增加碳化物的弥散度。 本文对铌在高速钢中作用的机理进行了初步探讨,认为铌能够提高高速钢的硬度、红硬性和高温拉伸强度,其主要原因是由于铌提高淬火加热温度,从而提高固溶体的合金度,这样就能提高钢的抗回火能力。     

15CrMo钢珠光体球化对机械性能的影响

石油化工设备所用的铁素体－珠光体型耐热钢在长期高温条件下服役后，显微组织中的片状珠光体将转变成球化体。为搞清这种组织变化对机械性能造成的影响，选用石化设备常用的１５ＣｒＭｏ钢，对其进行了不同热处理工艺条件下的模拟球化退火处理，获得了不同的组织形态。对３种具有不同组织形态的试样进行了高温拉伸试验。结果表明，珠光体球化使钢的高温强度降低，尤其是高温屈服强度降低显著。球化程度愈严重，钢的高温强度愈低。该结果可为球化后的设备能否继续服役提供一定的参考依据。     

铝在高速钢中的作用

本文研究了铝在高速钢中的作用。为了便于分析研究,特意炼了两种成分的高速钢,其中一炉是含有铝的,一炉不含有铝,两炉其它成分完全相同。研究铝对退火、淬火及回火态的碳化物颗粒大小形貌和分布影响,以及铝对淬、回火态的晶粒度、硬度、红硬性和高温拉伸强度及韧性的影响。试验结果表明,含铝的高速钢在相同的温度淬火和回火条件下,比一般不含铝的高速钢具有较高的硬度和韧性,并具有较高的红硬性和高温拉伸强度。电子探针测定表明,铝在高速钢主要存在于基体中。经过金相观察,铝不仅能细化晶粒降低钢的过热敏感性,并能改变碳化物的形态和分布,增加碳化物的弥散度。 通过扫描电镜观察,含铝的高速钢比不含铝的高速钢韧性要好,前者晶粒细小且碳化物均匀分布,而后者晶粒粗大碳化物分布不均。 通过对比试验表明,含有铝的高速钢,其硬度、韧性和高温拉伸强度,都超过美国的M42高速钢。 本文对铝在高速钢中作用机理进行了探讨,认为铝不仅能细化晶粒降低过热敏感性,并能增加碳化物的形核数,而对碳化物的长大速度没有什么影响。从而增加了碳化物的弥散度。     

高速钢淬火回火状态的压缩力学性能研究

对Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２（Ｍ２）高速钢模具材料及其它常用模具钢的各种热处理状态的压缩性能进行了研究。研究表明压缩试验能充分显示高硬度模具材料的强度与塑性，高速钢的抗压屈服应力σｓｃ明显高于其它常用模具钢，达５００ＭＰａ以上，基于力学状态的分析，证实σｓｃ与洛氏硬度ＨＲＣ之间存在良好的线性关系。并指出决定σｓｃ的主要因素是马氏体组织的强度与碳化物的性质，状态。     

Co基合金激光快速熔凝亚稳组织的结构研究

用ＴＥＭ．ＥＡＤＸ及ＸＲＤ分析研究了激光熔敷Ｃｏ基合金的微观结构，表明枝晶组成相是ｆ．ｃ．ｃＣｏ基亚稳固溶体，枝晶间为富Ｃｒ的复杂面心立方Ｍ２３Ｃ６型碳化物和基体相组成的共晶。枝晶二次臂间距为２～３μｍ。在基体相中生成了大量堆垛层错，螺旋形位错和大角度晶界。晶粒尺寸为１０ｎｍ。随激光扫描速度增大，枝晶二次臂间距减小；晶粒尺寸减小；位错密度增大；共晶区范围明显减小；有形成单一亚稳晶体结构的趋势。     

高铬钼合金白口铸铁中碳化物的团球化

15%Cr、3%M_0合金白口铸铁经高温球化热处理后,共晶碳化物由断网状转变成球状,冲击值由碳化物未球化时的 ak=0.5～0.6kg·m/am~2提高至球化后的α=1.02kg·m/cm~2。在一定条件下,球化后材料的抗磨性也有所提高。本文主要论述研究过程和结果。此外,还讨论了碳化物的球化机理及影响因素等。     

铁基高温耐磨堆焊焊条的研究

研究了Ｃｒ－Ｎｉ－Ｂ－Ｗ－Ｖ－Ｎｂ和Ｃｒ－Ｂ－Ｗ－Ｍｏ－Ｎｂ两种合金系统的高温耐磨堆焊合金焊条，其堆焊层组织分别为合金奥氏体＋骨架状共晶碳化物＋颗粒状共晶碳化物，隐晶马氏体＋块状硬质相，颗粒状硬质相，具有较高的高温硬度和高温耐磨性。     

四种典型合金白口铸铁磨损特性的研究

在模拟实际件冷度速度的基础上，着重研究了四种典型合金白口铸铁的强度、组织、耐磨性及磨损形貌。试验结果表明：以Ｍ７Ｃ３型加ＶＣ型碳化物的Ｍ２合金，其硬度高，碳化物分析均匀，耐磨性好。     

奥氏体合金中溶质原子的晶界偏聚与晶界沉淀

用扫描电镜和透射电镜研究了晶界沉淀的形貌和化学组成，发现高温加热时生成富Ｔｉ的厚片状晶界沉淀（ＭＣ）；以后的低温加热时生成Ｍｏ含量较高的薄片状晶界沉淀。不同冷却速度条件下的晶界沉淀（Ｍ７Ｃ３）的Ｃｒ含量不同，加热后的冷却过程中，较低温度下析出的晶界沉淀（Ｍ２３Ｃ６）的Ｃｒ，Ｍｎ含量较高。结果表明：溶质原子的错配度、点阵溶解度及沉淀温度对晶界沉淀产生影响。     

Elevated-temperature properties of one long-life high-strength gun steel

The hardness, tensile strength and impact toughness of one quenched and tempered steel with nominal composition of Fe0.25C-3.0Cr-3.0Mo-0.6Ni-0. 1Nb (mass fraction) both at room temperature and at elevated temperatures were investigated in order to develop high-strength steel for long-life gun barrel use. It is found that the steel has lower decrease rate of tensile strength at elevated temperature in comparison with the commonly used G4335V high-strength gun steel, which contains higher Ni and lower Cr and Mo contents. The high elevated-temperature strength of the steel is attributed to the strong secondary hardening effect and high tempering softening resistance caused by the tempering precipitation of fine Mo-rich M2C carbides in the α-Fe matrix. The experimental steel is not susceptible to secondary hardening embrittlement, meanwhile, its room-temperature impact energy is much higher than the normal requirement of impact toughness for high strength gun steels. Therefore, the steel is suitable for production of long-life high-strength gun barrels with the combination of superior elevated-temperature strength and good impact toughness.     

大面积耐磨合金堆焊层表面成形改善及其性能的研究

在大面积耐磨复层板的堆焊工艺中针对以普通铬铁为外填充合金粉末,在A3板上堆焊耐磨层时,其表面成形较差的问题,设计了向合金粉末中分别加入硅、硼及联合加入硅、硼时的堆焊实验。经观察堆焊层表面成形情况、硬度测试及显微分析,结果表明:加入适量的硅、硼能有效地改善堆焊层的表面成形,提高堆焊层的硬度;加入硼铁后,基体组织中在空冷条件下就有马氏体析出,因而提高了堆焊层的淬透性。     

Nb对低碳微合金钢相变的影响

采用Gleeble-1500D型热模拟机测定了不同含铌量低碳微合金钢在不同冷却速度下,过冷奥氏体连续冷却相变点,分析观察了显微组织,测定了其显微硬度.得出:在同一冷却速度下,随着含铌量的提高,过冷奥氏体连续冷却相变点降低,容易出现条片状贝氏体铁素体,显微硬度提高;在相同成分下,随着冷却速度的增加,含铌钢中铁素体越来越细小,由等轴状大块铁素体组织向条片状贝氏体铁素体转变.     

Nature of large （Ti, Nb）（C, N） particles precipitated during the solidification of Ti, Nb HSLA steel

To investigate the microsegregation phenomena and complex （Ti, Nb）（C, N） precipitation behavior during continuous casting, a unidirectional solidification unit was employed to simulate the solidification process. The samples of Ti, Nb-addition steels after unidirectional solidification were examined using field emission scanning electron microscope （FE-SEM） and electron probe X-ray microanalyzer （EPMA）. In such specimens, dendrite structure and mushy zone can be detected along the solidification direction. It shows that the addition of titanium, niobium to high-strength low-alloyed （HSLA） steel results in undesirable （Ti, Nb）（C, N） precipitation because of microsegregation. The effect of cooling rate on （Ti, Nb）（C, N） precipitation was investigated. The composition of large precipitates was determined using FE-SEM with EDS. Large （Ti, Nb）（C, N） precipitates could be divided into three kinds according to the composition and morphology. With the cooling rate increasing, Ti-rich （Ti, Nb）（C, N） precipitates are transformed to Nb-rich （Ti, Nb）（C, N） precipitates.     

冷焊焊缝中的碳化物研究

利用SEM ,TEM ,EPMA等方法研究了不同合金系统的冷焊焊缝中碳化物的分布、形态 ,分析了碳化物在冷焊条件下的形成过程 .结果表明 ,Nb、Ti碳化物倾向大 ,可以在液态金属中形成碳化物 ,但单独加入且含量较高时 ,碳化物尺寸过大 ,分布不均匀 ,对基体固溶强化较弱 ;单独加入V时形成了网状碳化物 ;适量Nb ,Ti ,V同时加入 ,获得了均匀分布的颗粒碳化物及强韧的基体 ,碳化物以液态金属中氧化物为形核核心 ,在冷却过程中外延长大为多层结构的复合碳化物     

热变形对冷轧工作辊用锻造高速钢CCT曲线的影响

以自行设计的冷轧工作辊用锻造高速钢为研究对象,采用膨胀仪测定了其静态CCT曲线,采用Gleeble-3500热模拟试验机测定了其高温形变后的CCT曲线（动态CCT曲线）。在金相显微镜下对不同冷速冷却后的显微组织进行了观察并测定了其维氏硬度,分析了热变形对连续冷却转变曲线的影响。结果表明：冷轧工作辊用锻造高速钢在快冷速下得到隐晶马氏体＋残奥＋碳化物,慢冷速下得到的是珠光体＋碳化物。冷速大于0．1℃／s时,均能得到马氏体组织,说明该钢具有良好的淬透性。热变形对珠光体临界转变速度影响不大,但却能减小珠光体转变的温度区间和马氏体转变开始点的温度范围。     

冷却速度对退火软化的影响

分析了冷却速度对球化退火中碳化物特征参数的影响,并指出不同的冷却速度对应不同的转变终了温度;在冷却到转变终了温度后,冷却速度对度没有影响。     

Effect of strong carbide forming elements in hardfacing weld metal

To achieve high carbon hard-facing weld metals with both high hardness and crack resistance, strong carbide forming elements Ti, Nb and V were alloyed into the weld metals, and their effect on the formation of carbides and the matrix microstructure were studied. Electron Probe Microanalysis (EPMA), Energy Dispersive Spectroscopy(EDS) and Transmission Electron Microscopy(TEM) were adopted to investigate the microstructure, then thermodynamics of the formation of carbides was calculated and their effect on the matrix was further discussed. It is revealed that Nb, Ti and V influence strongly the distribution and existing state of carbon, inducing precipitation of carbides accompanying with the depletion of carbon in matrix. But when only V are alloyed as carbide forming element, the carbides are scarce and distributed along grain boundaries, and the hard-facing alloy is too hard, while the using of only Nb or Ti could not reinforce the weld metals effectively. The hard-facing alloy reinforced with Nb, V and Ti can form dispersive fine carbides and low carbon martensite matrix.     

终轧温度及轧后冷却速度对Q460C钢组织和相变的影响

在Gleebl-1500热应力／应变模拟实验机上热压缩模拟Q460C含铌钢的轧制过程,并控制终轧温度和轧后冷却速度。通过观察金相组织和膨胀曲线研究控轧控冷对Q460C钢组织和相变的影响,分析了轧制过程中可能诱导其裂纹产生的原因。结果表明,Q460C钢组织分布不均、控轧控冷工艺不合理均可能造成其裂纹的产生,提高终轧温度可促进相变提前发生,而在较高终轧温度下,轧后冷却速度对Q460C钢组织变化的影响很小。