锻造过程中硫化物变形行为的研究

研究了Ｓ－Ｃａ复合系易切削钢中硫化物在锻造过程中的变形行为。结果表明：由于Ｃａ对硫化物的变质作用，使得硫化物在锻造过程中产生不均匀变形，从而导致硫化物断裂细化，增加锻造比有利于硫化物的分布和形态的进一步改善。     

热变形工艺对低硫易切削钢中硫化锰形态演变的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机、扫描电镜研究了热变形工艺对低硫易切削钢中硫化物形态的影响。用图像处理软件对不同工艺下硫化物的形貌、长宽比进行了观察和统计。结果显示:当变形温度较低时,硫化物的相对塑性随着形变量的增加而提高;高温大形变量有利于降低硫化物相对塑性,获得长宽比较小的硫化物。当变形温度大于1000℃时,钢中硫化物呈短棒状或椭圆形。     

一种新型硫系易切削钢与50钢的切削性能对比研究

对比研究了一种新型硫系易切削钢与50钢的力学性能和切削性能。结果表明,两种钢的显微组织均为铁素体和珠光体混合组织,但硫系易切削钢的组织更细,并且含有大量的硫化物易切削相。与50钢相比,硫系易切削钢具有更好的力学性能和更好的切削加工性能。     

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 通过金相显微镜观察，场发射电子显微镜分析和热处理等手段，研究发现低碳高硫易切削钢冷拉纵向裂纹的形成原因是：拉应力作用下，长条状硫化物断裂形成的微孔为裂纹源，裂纹沿带状分布的珠光体扩展。相邻呈现断续条状分布的硫化物颗粒在热轧状态诱导伪珠光体析出并呈带状分布。这种带状分布的伪珠光体组织可以通过热处理予以消除。     

基于反向工程方法的易切削笔尖钢关键工艺参数的探索

基于反向工程方法,对市售5种具有代表性的圆珠笔笔尖钢的成分及含量、易切削相组成及配比进行了检测分析,探讨了开发笔尖钢的关键工艺参数。研究结果显示:5种笔尖钢均为含硫-铅-碲的易切削不锈钢,硫的平均质量分数高于0. 35%,平均锰硫比(Mn/S)值为3. 45,铅的质量分数为0. 11%～0. 12%,碲的质量分数为0. 013%～0. 021%;钢中主要易切削相为硫化锰、单质铅和碲化物。5种笔尖钢中夹杂物的平均等效直径分别为3. 3、4. 1、4. 9、3. 8、3. 8μm,其中3号笔尖钢中硫化物形态控制较好,易切削相分布均匀。基于检测结果开展了加Te高硫钢高温熔炼试验,通过对硫化物的碲改质寻找最佳的碲硫比(Te/S)值,结果显示,当Te/S=0. 25时,夹杂物形态控制较好,进一步提高Te/S,夹杂物改质效果提升不明显。     

铈-硫易切削钢平衡析出相热力学计算与分析

采用Thermo-Calc热力学软件对铈-硫易切削钢300~1500 ℃范围内的析出相进行了热力学计算,并得到了平衡凝固相变路径图。此外,还讨论了Ce、S含量对Ce₂O₂S平衡相的影响和S、Mn含量对MnS平衡相的影响。结果表明,铈-硫易切削钢中平衡析出相主要有Ferrite、Ce₂O₂S、Corundum、Austenite、M₂(C,N)、Liquid、M₂₃C₆、MnS、Sigma、Spinel与M(C,N);随着Ce含量增加,Ce₂O₂S的析出量逐渐增加,但是S含量变化对Ce₂O₂S相的析出几乎没有影响;随着S含量增加,MnS平衡相的析出量逐渐增加,析出温度也逐渐增高,Mn含量变化对MnS相的析出量几乎没有影响,但Mn含量增加会使MnS析出温度升高;铈-硫易切削不锈钢铸坯中的硫化物呈球形、椭球形、纺锤形或短棒状并以簇状沿晶界分布,属于第Ⅱ类硫化物;通过添加稀土Ce,铈-硫易切削钢中球形稀土复合夹杂物所占比例较高,长宽比≤3的硫化物占比达到84.86%,硫化物的形态控制取得了较好的效果。     

日本对易切削钢化学热处理的研究概况

前言机械工业的迅速发展推进了机械的自动化和机械手化,从而对各种机械部件的要求更加复杂和精密。用一般结构钢制造的零件,机械加工往往比较困难,因而对易切削钢的需求量剧增。易切削钢中含有改善切削性能的元素,这种钢在自动化机械生产中不可缺少。根据所含合金元素的不同,易切削钢可分为:S易切削钢,S—Pb易切削钢,S—Pb—Te易切削钢等。含Pb、Te的易切削钢又特殊称叫超易切削钢。     

低碳含碲硫易切削钢的轧制工艺研究与实践

针对实际生产中由于Te的熔点、沸点均较低,在冶炼、浇铸过程中极易气化,使其含量难以控制且回收率较低; Te大多富集在硫化物附近,进一步恶化含Te硫系易切削钢的热加工性,导致轧制过程中产生轧件劈头开裂的问题,利用Gleeble-3500热模拟试验机对含Te硫系易切削钢1214Te的高温塑性规律进行了研究,确定了最佳轧制工艺参数,并成功轧制了φ16 mm盘圆。轧材检验结果表明,1214Te盘圆的布氏硬度不大于170HBW;盘圆夹杂物形貌主要为椭球状或短棒状,分布较为均匀;在相同的切削加工条件下,1214Te盘圆切削效果优于硫系易切削钢1215MS。     

Y12Cr18Ni9Cu奥氏体易切削钢的高温塑性变形行为

为了研究Y12Cr18Ni9Cu奥氏体易切削钢的高温力学性能,利用Gleeble-3500热模拟机对Y12Cr18Ni9Cu钢进行了不同温度的高温拉伸试验,并对断口形貌、抗拉强度以及断面收缩率进行了分析。结果表明,随着温度升高试验钢的高温抗拉强度逐渐降低,断面收缩率逐渐增加。试验钢的低温脆性区为800～900℃,未出现高温脆性区。低温脆性区的出现是由于材料在热变形过程中没有发生动态再结晶,并且由于硫化物与基体所能承受的变形能力不同,裂纹在硫化物与基体界面产生,最终导致脆性断裂。在1150～1250℃温度范围内,试验钢发生了动态再结晶并表现出良好的高温热塑性,Y12Cr18Ni9Cu奥氏体易切削钢的热加工温度应选择在1150～1250℃之间。     

易切削非调质38MnVS钢中硫化物析出规律热力学分析

利用Thermo-Calc热力学计算软件对易切削非调质钢38MnVS中硫化物的析出进行计算模拟,并利用SEM对铸坯中MnS析出形貌进行观察,分析其析出规律.通过热力学计算得到38MnVS钢的相平衡等值图,并研究了C、Mn、Si、S、V各元素含量的变化对MnS平衡析出规律的影响;利用Scheil-Gulliver模块模拟了38MnVS钢的凝固过程;通过对38MnVS连铸坯中硫化物三维形貌的观察,结果表明:从铸坯边缘到中心的1/2处,硫化物形貌渐变,由杆状变成片状,再到中心变成杆状、片状共存;杆状、片状硫化物均为共晶反应产物;当合金含量较高时,杆状硫化物向片状硫化物转变.     

FRACTAL GEOMETRY STUDY OF CORRELATION BETWEEN IMPACT TOUGHNESS OF STEEL AND PARAMETERS OF FREE-CUTTING PHASE

Studies were made of the calculation of fractal dimension of transverse impact fracture sur-face,and of the correlation between impact toughness of steel and parameters of free-cuttingphase by means of the developed fractal geometry model of crack propagation.It is believedthat the area fraction,f,of free-cutting phase is negligibly influential to the longitudinal im-pact toughness,as f1 .While the aspect ratio,saying ratio of length to width,of free-cut.ting phase is inversely influential to the transverse impact toughness.This may .be the reasonwhy the transverse impact toughness of free-cutting steel containing more rare earth contrastto sulphur is even higher than the low sulphur containing steel.     

Study on the machinability of resulfurized composite free-cutting steels

The machinability of S, S-Ca, S-RE, and S-RE-Ca system resulfurized composite free-cutting steels were investigated, where RE is rare earths, mostly cerium. The experimental results showed that in the low cutting speed range (≤35 m/min), the S-RE system free-cutting steel had better machinability than the others and that the S-RE-Ca system free-cutting steel exhibited the best machinability at high cutting speeds. A protective layer capable of preventing diffusion wear was formed on the rake face of a P30 tool when S-RE-Ca system free-cutting steel was machined in the cutting speed range of 120 to 160 m/min.     

含Bi笔头用易切削不锈钢的微观组织及力学性能

采用扫描电镜、电子探针和拉伸实验等研究了国产含Bi笔头用易切削铁素体不锈钢的显微组织及性能,并与含Pb笔头用易切削铁素体不锈钢的显微组织及性能进行了对比分析,探讨以Bi代替有害元素Pb的可能性。结果表明:两种笔头用易切削铁素体不锈钢的基体铁素体晶粒均非常细小,易切削相主要是MnS和Bi或者Pb单质。其中MnS易切削相的分布状态十分相似,多以纺锤状或者短棒状断断续续地呈链条状分布在铁素体基体上;而Bi或者Pb单质则非常细小弥散地分布在基体中。该显微组织结构对切削性能十分有利。拉伸实验结果显示含Bi笔头用易切削铁素体不锈钢的力学性能与含Pb笔头用材料的性能相当。上述组织与性能结果表明Bi有望替代有害元素Pb。     

模拟过热度对易切削钢9SMn28硫偏析的影响

应用有限体积法,耦合溶质场、流场、温度场,模拟了易切削钢9SMn28中硫的分布,研究了过热度对该合金硫偏析的影响.结果显示,S浓度变化随凝固的进行而变化,最大偏析度为2.42,与实际铸件S的分布趋势一致;当易切削钢9SMn28浇注温度在1 808～1 813 K时,最大偏析度略小,偏析略有改善.     

加热过程中硫系易切削钢中Mns夹杂物行为的动态原位观察

以高硫易切削钢轧材中大尺寸、长条状MnS为例,利用高温激光共聚焦扫描显微镜观察了加热过程中MnS夹杂物的演变过程,并分析了升温速率对MnS形态演变的影响.研究表明,在加热过程中,经轧制伸长的大尺寸MnS发生了径向收缩、轴向分裂,使其长度减小、形态趋近纺锤形.当升温速率在0.5—2℃/s时,随着升温速率的增加大尺寸细长MnS的分裂程度逐渐降低;当升温速率增加至6—10℃/s后MnS基本不再发生分裂.     

易切削钢1214Bi的开发及生产实践

介绍杭钢研制生产低碳硫铋易切削钢1214Bi的情况,以铋代铅,采用合理的成分设计,加入可改善切削加工性能的Bi和S,利用P与S、Mn联合使用可改善切削性的特点,提高钢的易切削性能,使铅污染这一难题得到了有效解决。通过合理的过程控制和参数的调整,精确控制好产品成分,保证产品质量和性能达到用户要求。     

A Study of Graphitization of Free-Cutting Steel

Metal Science and Heat Treatment - An alternative for the traditional free-cutting steels, i.e., a graphitized steel, is suggested with allowance for the tendencies in design of free-cutting steels...     

Investigation into the influence of laser melting on the sulphide inclusions in AISI 416 stainless steel

AISI 416 is a high sulphur martensitic stainless steel with elliptical shaped sulphide inclusions over 2 μm in length. After laser melting the sulphide inclusions became spherical and reduced in size to below 0.5 μm in diameter. SEM investigations showed that the total number of inclusions increased dramatically and it was calculated that the total volume of sulphur in the stainless steel had not changed during the laser treatment. The pitting potential was increased by over 200 mV with an inverse linear dependency on the average inclusion size. The frequency of metastable pitting events decreased by a factor of 100.     

Y12Cr13易切削不锈钢气孔缺陷分析及工艺改进措施

针对高S Y12Cr13易切削不锈钢连铸方坯产生的气孔缺陷,采用低倍检验、扫描电镜对缺陷处进行检测分析。通过理论计算以及相关验证试验,分析钢液中N2、H2、CO气体与气孔缺陷相关性,采用排除法最终确定具体原因。综合分析试验结果表明：Y12Cr13不锈钢连铸方坯气孔缺陷是由于钢液中发生C-O反应生成CO气泡所致,采取降低钢液中游离O质量分数的工艺改进措施可有效减少连铸方坯的气孔缺陷。