钢结硬质合金中的硬质相

钢结硬质合金由硬质相和合金钢基体相构成,其所含硬质相的性质影响着钢结硬质合金的性质。本文讨论了硬质相的性质、硬质相同钢基体的相互作用以及硬质相数量的变化对合金性能的影响。这些硬质相包括WC,TiC,WC-TiC,Mo_2C,TaC,NbC,TiB_2等,其中以TiC,WC作硬质相的钢结硬质合金已有许多牌号。而Ti(C,N)钢结硬质合金还在研究之中,国外已有这方面的报道。除WC,TiC以外的其它硬质相在硬质合金中表现出不同的性质,但这是否适合于钢结硬质合金还有待于进一步研究。     

原位反应合成TiC/Cr18Ni8不锈钢钢结硬质合金组织结构

以铁粉、钛铁粉、铬铁粉、胶体石墨和镍粉等为原料,原位反应合成了TiC/ Cr18Ni8不锈钢钢结硬质合金,并用SEM、XRD、显微硬度计等对烧结试样进行显微组织和显微硬度分析.结果表明,钢结硬质合金主要组成相为TiC和Fe-Cr-Ni固溶体,硬质相TiC颗粒细小,形状规则,大部分在1 μm以下;随烧结温度的升高,钢结硬质合金的孔隙度减小,密度和硬度升高,但TiC颗粒略有长大.在相同烧结条件下,C/Ti成分克原子比为0.9的钢结硬质合金的密度和硬度比C/Ti成分克原子比为1.0的钢结硬质合金高,所合成的TiC颗粒更细小,分布更均匀.     

原位生成TiC／Cr19A13钢结硬质合金材料的制备与性能

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应生成TiC／Cr19A13钢结硬质合金,并对所制备的试样进行组织结构分析。结果表明：反应生成的钢结硬质合金主要相组成为TiC＋Fe-Cr固熔体．所生成的硬质相TiC颗粒细小,随烧结温度升高TiC颗粒略有长大。当加入一定的钼与硼后,钢结硬质合金的致密度和硬度提高,TiC颗粒尺寸减小,分布更均匀。     

原位生成TiC/Cr19Al3钢结硬质合金材料的制备与性能

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应生成TiC/Cr19A13钢结硬质合金.并对所制备的试样进行组织结构分析.结果表明:反应生成的钢结硬质合金主要相组成为TiC Fe-Cr固熔体,所生成的硬质相TiC颗粒细小,随烧结温度升高TiC颗粒略有长大.当加入一定的钼与硼后,钢结硬质合金的致密度和硬度提高,TiC颗粒尺寸减小,分布更均匀.     

用二元固溶体取代多元固溶体制取硬质合金的研究

固溶体是生产钛钨钴硬质含金的一种重要原料，其质量对硬质含金的性能影响极大。为此，本文作者对TiC－WC复式磁化物的成分、亚结构与性能进行了大量的研究并进行了用二元固溶体（TiC－WC）取代多元固溶体制取YS30和YM052硬质合金的研究。通过对固溶体添加方式、氢气中碳化的固溶体（TiC：WC＝50：50）与真空中脱气处理后的固溶体对比试验、不同的脱错和烧结工艺条件试验以及切削试验，证明用二元固溶体取代多元固溶体是可行的．用其制取的YS30和YM052硬质合金的性能和使用效果已达到或超过了原工艺生产的YS30和YM052合金的性能和使用效果。     

Al含量对TiC-Fe钢结硬质合金组织与性能的影响

为开发新型TiC基钢结硬质合金,采用Fe2Al5预合金粉末添加方式和普通液相烧结法制备不同Al含量(占粘结相含量的0、0.77%、1.54%、2.3%,质量分数)的TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金。探讨Al含量对TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金的组织与性能的影响规律;并考察Al含量对合金的烧结性、相种类及硬度的影响规律。结果表明:随Al含量的增加,Fe-C合金的包晶反应温度点降低,包晶反应区间、BCC铁素体区和低温区的κ-碳化物沉淀区扩大;合金的硬质相TiC形貌及分布相近,且Al主要是溶解在粘结相中;合金的铁磁性与粘结相中奥氏体数量有关,随Al含量的增加,淬火+回火态合金的硬度增加;其断裂韧性、抗弯强度在Al含量为1.54%时达到峰值。     

原位合成TiC/Cr19Al3钢结硬质合金组织与性能

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应合成了TiC/Cr19Al3钢结硬质合金,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和洛氏硬度计等对所制备的试样进行了组织结构分析。结果表明,所反应合成的钢结硬质合金主要相组成为TiC+Fe-Cr固溶体,合成的硬质相TiC颗粒细小,随烧结温度升高TiC颗粒略有长大。当加入一定量的钼与硼后,钢结硬质合金致密度和硬度提高,TiC颗粒尺寸减小,分布更均匀。     

TiC含量对微波烧结钢结硬质合金组织及性能影响

以铁粉为基体,TiC颗粒为增强相,通过球磨、压制成型,微波烧结制备出TiC钢结硬质合金。结果表明,在1400℃微波烧结时,TiC颗粒与Fe具有良好的润湿性和流动性。随TiC含量升高,合金的晶粒逐渐变得均匀细小,合金的相对密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后下降,相对密度和抗弯强度在TiC含量5%时达到最高值,分别为94.61%和1327.20 MPa,显微硬度在TiC含量10%时达到最高值,为760 HV。随TiC含量增加,钢结硬质合金的断裂方式由韧性断裂向脆性断裂过渡。     

铸造烧结TiC钢结硬质合金/多元低合金钢复合界面及组织的研究

在研究烧结坯体压制工艺和铸造烧结工艺的基础上,采用铸造烧结法在多元低合金钢基体上,复合了2～4mm厚的铸造烧结TiC钢结硬质合金层.利用扫描电子显微镜和XRD等方法研究了烧结结合界面以及复合层组织和成分.结果表明:铸造烧结TiC钢结硬质合金复合层与基体材料结合界面存在明显的过渡层,为冶金结合;铸造烧结层中硬质相主要为TiC颗粒,其形状近似球形,颗粒直径在0.5～2 μm,体积分数约为50％～60％,均匀分布在粘结相中;粘结相为Fe-Cr的固溶体,含有少量Cr3C2和Cr7C3等烧结过程中形成的碳化物.     

钢结硬质合金的磨削

高效率、高精度冲压设备的出现对模具材料相应地提出了更高的要求,因此世界各国都很重视对新材料的研究。钢结硬质合金就是近年来研制的新材料之一。钢结硬质合金按硬质相不同,分为以碳化钛和碳化钨为硬质相的两大系列。该合金与一般合金工具钢一样,可进行机械加工、热处理、焊接和锻造,同时又有近似硬质合金的高硬度和高耐磨性。钢结硬质合金以碳化钛或碳化钨为硬质相,以钢为粘结相,是以粉末冶金烧结的方法制     

Effects of nano TiN addition on the microstructure and mechanical properties of TiC based steel bonded carbides

TiC based steel bonded carbides with the addition of nano TiN were prepared by vacuum sintering techniques.The microstructure was investigated using scanning electron microscopy（SEM） and transmission electron microscopy（TEM）,and the mechanical properties,such as bending strength,impact toughness,hardness,and density,were measured.The results indicate that the grain size becomes small and there is uniformity in the steel bonded carbide with nano addition;several smaller carbide particles are also found to be inlaid in the rim of the larger carbide grains and prevent the coalescence of TiC grains.The smaller and larger carbide grains joint firmly,and then the reduction of the average size of the grains leads to the increase in the mechanical properties of the steel bonded carbides with nano addition.But the mechanical properties do not increase monotonously with an increase in nano addition.When the nano TiN addition accounts for 6-8 wt.% of the amount of steel bonded carbides,the mechanical properties reach the maximum values and then decrease with further increase in nano TiN addition.     

TiC-高锰钢结硬质合金显微组织分析

借助于光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针等手段,对TiC-高锰钢结硬质合金的组织、元素分布、硬度和断口形貌进行了分析研究.结果表明,TiC-高锰钢结硬质合金中的硬质相TiC颗粒细小且分布均匀;液相烧结过程中,Mo原子从铁基合金中扩散到TiC颗粒边缘,形成包覆结构,可改善液相对TiC的润湿性:同时这种结构可抑制TiC颗粒的互相靠拢,不至于过分长大,起到了细化碳化物粒子的作用.     

螺纹搓丝板的选材与试验研究

对比了 GW30钢结硬质合金与普通的 Cr12熔炼钢在制造螺纹搓丝板上的制造工艺、产品性能和失效特征等方面的差异 ,介绍了 GW30钢结硬质合金制造螺纹搓丝板的工艺方法 ,试验表明 GW30钢结合金制造的搓丝板的使用寿命是 Cr12熔炼钢的 7～ 10倍 ,具有显著的技术经济效益。     

ON THE IMPROVEMENT OF THE QUALITY OF BALL-BEARING STEEL L THE EFFECT OF SMELTING AND CASTING PRACTICE ON NON-METALLIC INCLUSIONS IN BALL-BEARING STEEL

本文是提高滚珠轴承钢质量研究工作的第一部分。研究了碱性电弧炉内不同脱氧制度和浇铸条件对于钢中非金属夹杂物类型和数量的影响设及冶炼和浇铸过程中夹杂物的变化。 试验结果指出,采用下列操作制度可以显著改善滚珠钢中非金属夹杂物: 扒氧化渣后用硅锰合金预脱氧,然后用电石直接造电石渣,保持40分钟以上,还原后期用硅铁粉或电石继续进行扩散脱氧,出钢前炉渣必须变白,采用先出渣后出钢的办法,使渣钢在盛钢桶内得到很好的混合,进一步改善钢中非金属夹杂物。加铝量应在0.5公斤/吨以上。 结果证实,使用焦油处理过的优质盛钢桶内衬砝和汤道砝可以减少外来夹杂物。钢中氮化钛的来源是铁合金中含钛,所以在冶炼优质滚珠钢时应该选用不含钛的铁合金。     

碳化钨钢结硬质合金表面热疲劳裂纹扩展的观察

本文借助于光学显微镜和扫描电镜，全面观察了在热应力的作用下，热疲劳裂纹在GJW50碳化钨钢结理质合金（未经锻造）表面扩展的全过程．观察结果表明，热疲劳扩展方式与硬质合金中的硬质相分布状态有关．小颗粒的硬质相聚集区与钢基体的界面是热疲劳裂纹的主要扩展地；热疲劳裂纹前沿已经开裂的大颗粒硬质相为热疲劳裂纹扩展的必经地．     

晶粒长大抑制剂在硬质合金中的应用概况

硬质合金在烧结过程中晶粒容易长大,近年来国内外对硬质合金中添加剂进行了许多研究。本文综述硬质合金晶粒长大抑制剂的抑制机理、加入方式、影响晶粒长大抑制剂抑制效果的因素。介绍了过渡族碳化物、稀土、B和P、Cu和Mo等抑制剂及其它们对合金性能影响,以及晶粒长大抑制剂复合添加、新的制备方式与新的抑制剂的开发。     

离心铸造LGJW20钢结硬质合金热疲性能研究

在自约束型热疲劳试验机上对LGJW20钢结硬质合金进行了热疲劳试验,借助金相分析、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法观察了合金的显微组织,重点研究了LGJW20的热疲劳性能表现,分析了热处理工艺对合金热疲劳性能的影响。结果表明:合金中硬质相主要由鱼骨状共晶碳化物、网状二次碳化物及大块状碳化物组成;合金的热疲劳裂纹在缺口根部萌生,以一条主裂纹形式沿碳化物扩展;合适的热处理工艺能提高基体的高温屈服强度,改善合金的组织结构,提高了合金的热疲劳性能。LGJW20经过980℃淬火、200℃回火处理后热疲劳性能最佳。     

用超合金作粘结相的硬质合金的TEM研究

用透射电子显微镜研究了由一种Ni基超合金作粘结相的硬质合金的组织结构。结果表明，烧结后合金的粘结相γ中分布着高度弥散的γ＇相。γ＇相质点在位错网络的结点上择优形核，形貌有粒状和片状两种，大小为10um数量级。观察表明，粘结相γ与WC的湿润性良好，因此用Ni基超合金作硬质合金的粘结相，不仅可节约战略物质Co，而且有可能使硬质合金的性能提高，使用范围扩大。     

稀土添加方法对硬质合金物理力学性能和使用性能的影响

阐述了稀土的添加方法对硬质合金物理力学性能和使用性能的影响对论了影响的机理，列举了两种添加方法制得的同一牌号台金的金相组织结构、物理力学性能和使用性能。结果表明：新的添加方法制得的合金比原来在球磨机中直接添加的方法制得的合金的显微组织结构细小而均匀，其抗弯强度和冲击韧性更高。新的添加方法制得的合金比未添加稀土的同牌号合金的抗弯强度提高约10％，铣削或车削使用寿命提高1倍甚至2～4倍。     

新型无钨硬质合金的研制状况

从分析传统的WC一Co硬质合金出发,综述了碳化钛、碳氮化钛和硼化物基等无钨硬质合金的技术进展,并介绍了它们间性能的比较结果。