RE复合变质处理对高铬合金铸铁组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能检测设备等研究了RE复合变质处理对高铬合金铸铁显微组织和力学性能的影响。试验结果表明,变质处理可以细化基体组织,消除柱状树枝晶,改善碳化物形态和分布,使碳化物棱角得到钝化,碳化物更加细小,从而使高铬合金铸铁力学性能得到提高,与未变质高铬合金铸铁相比,变质高铬合金铸铁的硬度和冲击韧度分别提高了1.74%和27.27%,达到了HRC64.0和4.2 J/cm2。     

碳含量对中铬合金钢组织与力学性能的影响

采用金相观察、扫描电镜及透射电子显微镜分析、硬度测试、室温冲击测试和拉伸测试等研究了碳元素的添加对中铬合金钢组织及力学性能的影响。结果表明，碳含量会明显影响中铬合金钢的基体组织及第二相碳化物等的析出。随着碳含量的增加，经热处理后的合金钢组织中的马氏体逐渐由板条状转变为片状，碳化物不断增加，在中铬合金钢基体中均匀分布，对晶粒变细起到一定的促进作用，残余奥氏体受到铬系碳化物变化的影响，其占比先增加后减少。中铬合金钢试样的硬度随着碳含量的增加整体呈现出先急剧增大后基本稳定，最后又明显增加的变化规律。高碳含量下合金钢的室温冲击吸收功明显降低。研究结果表明通过改变碳元素含量可以实现中铬合金钢力学性能的宽幅调控。     

变质处理对复合轧辊用高速钢组织和性能的影响

研究了轧辊用高碳高钡高速钢的微观组织结构及添加不同变质剂处理后对其组织和性能的影响。结果表明；该高速钢的组织为马氏体，奥氏体及MC和M2C型碳化物，添加0.3%的稀土变质时，组织中碳化物分布状况的改善不明显，但可以促进加热过程中网状碳化物的断网和球团化；添加0.1%的镁变质时，组织中共晶碳化物明显减少，碳化物网得到细化；添加1.0%的钛或添加RE-Ti-Mg复合变质剂对碳化物的类型转变影响不大，但可以明显细仳晶粒和共晶碳化物网。添加RE-Ti-Mg复合变质剂处理后组织中的共晶碳化物网基本上得到消除。     

RE-Mg-Ti复合变质高碳高速钢轧辊的组织和性能

研究了RE—Mg—Ti复合变质对高碳高速钢组织和性能的影响。结果表明，复合变质能细化高速钢基体，并且使共晶碳化物由层片状变成球状。变质处理后，高碳高速钢的硬度、红硬性和强度变化不大，断裂韧性和疲劳裂纹扩展门槛值有所提高，冲击韧性提高一倍以上，抗热疲劳性能和高温耐磨性也明显改善。     

变质处理对耐磨耐蚀铸铁组织及性能的影响

 为了提高材料在水泥混凝土搅拌和输送工况下的使用性能,以新研制的耐磨耐蚀铸铁为对象,采用复合变质处理的方法研究了变质剂加入量对该试验合金铸铁组织、力学性能和耐腐蚀磨损性能的影响。研究结果表明,复合变质处理可以细化耐磨耐蚀铸铁基体组织、消除柱状枝晶,改善碳化物形态、尺寸及分布,使碳化物由变质前的粗大棒条状变为均匀分布的短棒状和颗粒状,消除了粗大片状碳化物对材料基体的危害,使耐磨耐蚀铸铁的性能得到改善。变质剂加入量增加,耐磨耐蚀铸铁的冲击韧度和耐磨耐蚀性能均有较大提高。与变质前相比,加入0.25%和0.50%复合变质剂处理的试验合金铸铁,其冲击韧度和相对耐腐蚀磨损性能分别提高了22.9%、58.3%和16%、23%,基体硬度略有降低,达到了预期效果。     

稀土复合变质剂对高碳高速钢性能及组织的影响

通过扫描电镜,能谱分析仪和电子探针研究了稀土复合变质剂对离心铸造的高碳高速钢轧辊组织和力学性能的影响。研究结果表明：稀土复合变质剂能细化高碳高速钢轧辊组织,改善碳化物和夹杂物的形态和分布,变质后高碳高速钢辊环在硬度不变的情况下,冲击韧性提高了73．6％。     

稀土复合变质处理对改进型无限冷硬铸铁轧辊组织与性能的影响

以改进型无限冷硬铸铁为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、冲击试验机、硬度机等分析测试手段,研究了RE复合变质剂对改进型无限冷硬铸铁组织和力学性能的影响。实验结果表明,RE复合变质处理改善了改进型无限冷硬铸铁的铸态组织,细化了晶粒,消除了树枝状晶,减少了莱氏体形态的碳化物数量,使连续网状碳化物转变为不连续的网状、孤岛状和鱼骨状碳化物,碳化物的尖角明显钝化;变质无限冷硬铸铁的硬度达到56HRC,冲击韧度达到4.6 J/cm2,比未变质的无限冷硬铸铁分别提高了7.7%和31.4%。     

RE-Ti复合变质对高钒高速钢组织和性能的影响

研究了RE-Ti对高钒高速钢铸态组织、热处理组织和性能的影响.结果表明,变质处理使高钒高速钢共晶碳化物的形貌和分布得到了改善,共晶组织中片层状碳化物变短、变细.热处理后,共晶碳化物大部分变成团球状且分布均匀.变质剂中的合金元素可促进晶粒中或沿晶界均匀分布的非连续状硬质碳化物的生成,从而达到改善组织、提高硬度的作用.并分析了变质剂在高钒高速钢中的作用机理及改善合金性能的机制.     

抗磨白口铸铁的合金化和变质处理的研究

白口铸铁是一种重要的抵抗磨损的金属材料。其抗磨性决定于硬度,强度和韧性的综合性能指标因而与其组织组成物的结构,显微硬度,相对数量,分布及内聚强度都有密切的关系。铸态组织就是高显微硬度的碳化物孤立地分布在马氏体基体时较为理想,而合金化和变质处理的正确选用是最经济合理地获得理想组织的关键。
从我国资源出发,锰合金化是有前途的但为扬长避短,锰含量不宜过高,而为获得铸态马氏体组织应辅加铜、铬、钼、硼等多种合金元素。硼的加入可以提高锰白口铸铁的淬透性,碳化物的显微硬度和整体硬度。合适的硼加入量既可得到上述效果而又不降低韧性。硼在镍铬白口铸铁中也可以提高碳化物的显微硬度。硼的加入使白口铸铁中碳化物的数量增多。
采用包内变质处理的方法而不用高合金化的方法改变碳化物的分布,经济合理而且简便可行。稀土变质处理能使碳化物成为紧实的板块状而不是成为粗的网状聚合物,使韧性显著提高(α_k=0.8公斤-米/厘米²)。硼的加入能使碳化物成为方块形。但如何控制工艺参数保证获得应有的变质效应的试验研究工作还需继续。     

热处理对变质处理铸铁组织和力学性能的影响

在熔炼过程中对成分为1号:3.2C-1.0Si-0.6Mn-1.5Cr-2.0Ni;2号:3.2C-1.0Si-0.6Mn-1.5Cr-4.0Ni-0.7Mo的铸铁进行复合变质处理,制备变质铸铁试样。对试样进行球化退火、淬火及回火处理。观察试样各种状态的微观组织,测定其宏观硬度和抗拉力学性能。结果表明:变质处理能显著破坏碳化物网状结构,得到彼此孤立的块状碳化物。在950℃淬火后变质试样,分别在300℃、430℃、630℃回火,结果显示,随着回火温度的升高,马氏体完全分解的数量增多,硬度逐步下降。球化处理后,组织中出现了大量球粒状珠光体和渗碳体,硬度下降;两种铸铁抗拉强度分别为880 MPa和1 050 MPa,伸长率为2.8%、2.4%。     

复合变质处理对ZG85Cr12MoNi组织和性能的影响

ZG85Cr12MoNi是一种耐磨性能优良的合金钢,但组织中共品碳化物量较多,脆性较大,应用于承受冲击的工况下身发生断裂,为提哀其抗断裂能力,研究了钾、钠稀土和钛复合变质处理对其组织和性能的影响。结果表明,ZG85Cr12MoNi经钾、钠、稀土和钛复合变质处理后,组织细化,共晶碳化物由条块状变成团球状,分布趋平均匀,冲击韧性和断裂韧性大幅度提高,热疲劳性能也明显改善,用作轧机导卫板使用安全,寿命比高铬铸铁和高镍铬合金分别提高300％和35．6％。     

低合金白口铸铁的稀土变质机理及新工艺

本研究首先实验肯定了抗磨低合金白口铸铁可以通过稀土变质处理使M₃C型碳化物成为板块状及断开分布,从而明显地提高了它们的韧性及抗磨性。
稀土变质剂在白口铸铁结晶过程中的作用经试验确认为:(1)形成硫氧化物有利于初生奥氏体在熔体中各处形核,及在固液界面富集造成成份过冷区使奥氏体枝晶轴次发达。两昔均有利于将共晶碳化物隔断;(2)促使共晶转变温度降低,则有利于离异共晶的增长,而扩大共晶转变温度范围;则有利于共晶结晶的体积形核;最后稀土在增长的共晶碳化物上选择吸附则对获得板块状碳化物有利。
以上述的稀土变质机理假说为依据,试验开发了采用综合孕育剂及综合变质剂的两步变质处理的新工艺,在采用较少的稀土变质剂用量时,仍可获得较高韧性的白口铸铁。     

含铬钢铁试样的溶样方法

介绍了中、低铬合金钢 ,高铬钢 ,高铬铸铁 ,高硬度、高耐磨性高铬合金铸铁 ,高碳铬铁和耐热钢及不锈钢的溶样方法 ,用于炉前分析得到准确的分析结果。     

特种变质剂对普通铸铁的变质处理

在对铸铁中碳化物细化研究中,由于选择了适当的变质剂,在热处理的有机配合下,使铸铁中的碳化物形成极小的颗粒.含碳2.5%～3%的铸铁经变质处理后,可与Cr12耐磨铸铁相似.     

高碳高速钢轧辊制造工艺研究现状及展望

轧钢工业的发展对轧辊性能提出了更高的要求 ,为适应这一要求 ,开发了高碳高速钢轧辊。普通铸造方法制造高碳高速钢轧辊 ,组织粗大 ,共晶碳化物呈网状分布 ,韧性低 ,抗疲劳性能差 ,使用寿命短。变质处理和电磁搅拌是改善钢铁材料组织和性能的重要手段 ,对高碳高速钢进行变质处理和电磁搅拌研究 ,有望明显改善其组织和性能 ,为普通铸造方法制造高性能高碳高速钢轧辊奠定基础。     

高碳高合金工模具钢连铸工艺发展现状

概述了国外有关连铸高速钢、工模具钢的工业化生产应用以及国内一些企业和研究机构围绕高碳高合金钢连铸技术做过的研究和工业试验。分析认为有必要加大高碳高合金钢连铸技术的开发和应用。相比于传统模铸,研究表明连铸可使粗大的碳化物厚度降低40%,晶粒尺寸降低50%,并且碳化物形貌也由平直片状转变为纤维状,这将有利于后续锻轧工艺的碳化物细化。最后提出了可在连铸矫直机、水冷工艺、铸坯截面尺寸以及成材锻压比方面进行优化改进,如果能够在现在技术成熟的弧形连铸机取得突破,这将更有利于提升铸坯质量,实现高碳高合金工模具钢连铸工业化应用。     

含硼高速钢轧辊的组织和性能

 设计了5种高速钢轧辊材料,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段,并通过硬度测试、冲击韧性试验和磨损试验,对含硼低合金高速钢轧辊材料在铸态、回火后的组织与性能及其耐磨性进行了系统研究。结果表明,含硼低合金高速钢轧辊材料铸态组织包括马氏体基体、残余奥氏体和不同种类的碳硼化合物,其铸态硬度大于HRC 64,碳硼化合物沿晶界呈网状分布。经RE-Mg-Ti复合变质处理后,晶界出现明显的颈缩和断网。对轧辊材料进行回火发现,随着回火温度的升高,轧辊硬度逐渐降低。相同条件下,未变质轧辊材料的韧性较变质轧辊材料韧性略低,加入过量的变质剂反而降低轧辊材料的韧性。磨损试验发现,经RE-Mg-Ti复合变质的含硼高速钢的耐磨性大于对比试样高碳高钒高速钢的耐磨性。     

中国高碳铬铁生产者所面临的机遇和挑战

1 国内外对高碳铬铁的需求形势 高碳铬铁主要用途是生产合金钢时作为合金剂。不锈钢是最常见的铬含量高的钢种。生产不锈钢消耗的铬铁约占铬系铁合金的80％以上。铬系铁合金的消耗量主要是随着不锈钢的产量增加而增加的。表1列出了世界不锈钢的生产和高碳铬铁消耗量的变化情况。随着不锈钢产量的增加,高碳铬铁的消耗在逐年增加。     

离心铸造复合高速钢辊环的研制

采用离心复合铸造工艺研制复合高速钢辊环。研制结果表明,选用变质高碳无钴高速钢作外层,用球铁作内层,选择合适的离心机转速、两种金属液浇注的间隔时间和浇注温度,并结合采用表面感应热处理工艺,可获得硬度高,硬度均匀性好,内外层结合良好的高速钢复合辊环,用于工业生产,其使用寿命比高铬铸铁辊环提高５倍以上。     

稀土变质钒白口铸铁中碳化物球化机理

探索了用变质方法改善钒白口铸铁中碳化物的形貌和分布。用稀土综合变质剂对钒白口铸铁进行了变质处理,使钒白口铁中方块状先共晶碳化物和条状共晶碳化物变为圆整时球状碳化物,韧性和机械性能明显提高。
研究表明,一定的钒量是碳化物获得球化的必要条件。变质过程中产生的大量的高熔点的硫化物、氮化物是VC非均质形核的基体,对VC以离异共晶方式生长起着重要作用。稀土的脱硫脱氧作用,提高了VC—熔体间的界面能,降低了VC的表面能的各向异性,使VC各个生长锥以在致相等的速度增长,从而长成球形。同时,高的界面能有利于在生长过程中球面的稳定性。
稀土综合变质剂正是综合了提供非均质形核基体与提高VC—熔体界面能、降低界面能各向异性的优点,而且前者与后者之间互相促进,因而发挥了较强的球化作用。