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.     

不同碳含量V9高钒合金的凝固过程及相组成

利用热分析、透射、能谱分析以及金相电镜扫描等方法,研究了Fe-5Cr-2Mo-9V-C系合金中C量变化对凝固过程中结晶相的种类和结晶温度的影响,初步建立了V9高钒合金(Fe-5Cr-2Mo-9V)-C的准二元相图。结果表明,V9高钒合金碳含量低于2.2%时初生相为δ相,高于2.2%初生相为MC型碳化钒;随着碳含量的增加,碳化钒由晶间分布向晶内分布转化;当碳含量为4.2%时,二元共晶碳化钒以离异共晶方式析出,碳化物多为团球状均匀分布。     

V90r5M02高速钢中碳化物三维形态研究

通过对试样进行深度腐蚀,利用扫描电镜研究不同碳含量的V9Cr5M02高速钢中碳化物的三维形貌,并进一步讨论了碳化物的形态与舍金凝固结晶过程的关系。结果表明,V9Cr5M02高速钢中碳化物主要由VC及以铬、钼为主的复合碳化物组成;共晶VC为枝晶状,先析出VC为不规则块状、开花状、卵石堆积状及团球状;以铬为主的复合碳化物为曲面板条状;富钼复合碳化物为鱼骨状。合金中含碳量1．6％时,碳化钒主要为共晶VC;碳含量为2．5％时,VC主要为大量共晶VC及部分不规则团块状、开花状的初生VC;碳含量为3．2％及4．2％时,VC为大量初生VC。随着含碳量的增加,VC的形态也由卵石堆积状向分散分布的团球状转变。     

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。     

轧辊用高钒高速钢、高铬铸铁滚动磨损性能研究

研究了高钒高速钢（C：3％,V：10％）和高铬铸铁（Cr26）两种轧辊用材料的力学性能和滚动磨损性能。应用位错理论分析了高钒高速钢、高铬铸铁中碳化物裂纹的形核和滚动磨损的循环特性对材料滚动磨损性能的影响。结果表明,碳化钒内部的纳米亚结构在滚动磨损过程中能够降低裂纹形核率,高钒高速钢磨面及亚表层的循环软化能够延缓疲劳裂纹的扩展,基于以上因素,高钒高速钢滚动耐磨性是高铬铸铁的4．4倍。     

热处理对高钒高速钢组织与性能的影响

研究了热处理对高钒高速钢残留奥氏体、硬度、冲击韧度及磨粒磨损性能的影响,筛选了适用于磨粒磨损工况的热处理工艺。结果表明,热处理工艺对碳化钒形态分布无明显影响,但对高钒高速钢基体中奥氏体含量和耐磨性有重要影响。淬火温度越高,回火温度越低,则残留奥氏体含量越高。残留奥氏体含量在20％-40％,耐磨性最好。最佳热处理工艺为(1000-1050)℃淬火,550％一次回火,此工艺处理后试样硬度较高,冲击韧度适中,耐磨性最好。多次回火后,高钒高速钢硬度降低,耐磨粒磨损性能下降。实际应用结果表明：经过合适热处理工艺处理后,高钒高速钢的耐磨性是高铬铸铁的3倍以上。     

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。     

V9Cr5Mo2高速钢中碳化物三维形态研究

通过对试样进行深度腐蚀,利用扫描电镜研究不同碳含量的V9Cr5Mo2高速钢中碳化物的三维形貌,并进一步讨论了碳化物的形态与合金凝固结晶过程的关系.结果表明,V9Cr5Mo2高速钢中碳化物主要由VC及以铬、钼为主的复合碳化物组成;共晶VC为枝晶状,先析出VC为不规则块状、开花状、卵石堆积状及团球状;以铬为主的复合碳化物为曲面板条状f;富钼复合碳化物为鱼骨状.合金中含碳量1.6%时,碳化钒主要为共晶VC,碳含量为2.5%时,VC主要为大量共晶VC及部分不规则团块状、开花状的初生VC;碳含量为3.2%及4.2%时,VC为大量初生VC.随着含碳量的增加,VC的形态也由卵石堆积状向分散分布的团球状转变.     

含钒高铬白口铸铁的结晶特点及钒对合金显微组织的影响

介绍了Fe-C-Cr-V合金的凝固特点,以及钒对该合金系显微组织的影响。当钒含量小于5%时,钒使合金的共晶点稍向右移;当钒含量大于5%时,钒使共晶点左移。钒含量大于2%后,钒能抑制Cr/C小于5的Fe-C-Cr合金中M3C的形成,得到含M7C3型碳化物的Fe-C-Cr-V合金。由于Fγe结晶后不久发生(Fγe MC)共晶反应,缩短了Fγe枝晶长大的温度范围,使Fγe枝晶细化。为得到MC体积量>M7C3体积量,指出了C、Cr、V三元素含量的适用范围,这对正确制定高钒Fe-C-Cr-V合金的化学成分有参考价值。     

K/Na-V-Mo复合变质对轧辊用高速钢组织及性能的影响

通过对轧辊用高速钢进行复合变质及热处理。探讨了含碱金属K/Na以及V、Mo合金元素的变质剂的加入量对轧辊用铸造高速钢共晶组织的影响。试验结果表明：在1．0％范围内，随着复合变质剂含量的逐渐增加，共晶碳化物的形貌和分布得到了改善，晶粒得到细化，分布趋于均匀，轧辊用高速钢的硬度略有下降，但韧性有很大提高。变质剂含量继续增加，组织和性能没有明显改善。进一步分析表明：变质剂中的合金元素可促进在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、提高力学性能的作用。     

高钒高速钢的冲击磨料磨损性能试验

以高铬铸铁(Cr26及高锰钢Mn13Cr2为对比材料,在MLD-10动载磨料磨损试验机上研究了高钒高速钢以鹅卵石为磨料时的冲击磨料磨损性能.结果表明,冲击功为0.5J时,高钒高速钢(V10)的耐磨性是高铬铸铁(Cr26)的2.1倍,是高锰钢(Mn13Cr2)的2.8倍.随13着冲击功的增大,高钒高速钢(V10)的耐磨性大幅下降,但其耐磨性仍高于高铬铸铁(Cr26)和高锰钢(Mn13Cr2).     

钒及钒基合金金相试样的制备方法

介绍了一种钒及钒基合金金相试样的常规制样方法,即试样的机械磨光,机械化学抛光,化学侵蚀等技术和经验。     

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.     

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。     

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900～1 100℃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;1 100℃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。     

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。     

钒合金的高温氧化特性和氢致脆性研究

选用几种V－Cr-Ti-Al-Si合金，采用气相渗氢法改变合金中的氢含量，利用拉伸试验和扫描电镜（SEM）分析了合金的力学性能和断裂特征，探讨了氢的影响。研究结果表明：钒合金的高温氧化符合幂指数增重规律，氧化速率与气氛中的氧含量成正比；大多数钒合金对氢脆敏感，相对而言，V4Ti合金表现出较强的抗氢脆能力，在113μg/g氢时，其拉伸延伸率大约为10％。