淬火处理对轧辊用高硼高速钢组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、硬度计及MM-200磨损试验机,研究了淬火温度对轧辊用高硼高速钢显微组织和性能的影响。结果表明,高硼高速钢的铸态组织由马氏体、铁素体、珠光体和沿晶界呈连续网状分布的共晶硼碳化物组成,共晶硼碳化物主要是M2B和M7(C,B)3;随着淬火温度的升高,基体全部转变成为马氏体,并有二次硼碳化物M23(C,B)6析出;高硼高速钢的硬度和耐磨性随着淬火温度的升高而明显增加,在1150℃淬火时硬度最高、耐磨性最好。     

离心铸造高硼高速钢辊环组织及性能研究

针对高速钢轧辊生产成本高的问题,设计一种用廉价硼元素部分取代昂贵合金元素的新型耐磨材料,离心铸造出辊环.借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段对高硼高速钢辊环组织进行了研究,为高硼高速钢复合轧辊生产奠定基础.结果表明:铸态高硼高速钢辊环组织由马氏体、少量残余奥氏体及硼碳化物组成,硼碳化物由M2(B,C),(W,Mo)2(B,C),M3(B,C)以及M23(B,C)6组成,呈鱼骨状、筛网状和块状沿晶界分布;快速冷却下,辊环径向上合金元素无偏析.经1 050℃水淬后,共晶硼碳化物形貌和分布没有变化,部分二次硼碳化物溶解,局部有断网现象,基体中出现细小、弥散的二次析出物,经525℃回火后数量明显增加.热处理后,硬度达到HRC60.8,冲击韧性可达到8.4 J/cm2.     

淬火温度对Fe-Cr-B-Al合金组织和性能的影响

研究了油冷淬火条件下,不同淬火温度对含8%Cr、1.5%B和1.5%Al的Fe-Cr-B-Al合金显微组织和性能的影响。结果表明,合金铸态组织由M2(B,C)(M=Fe,Cr,Mn)、(Cr,Fe)7(C,B)3、马氏体和珠光体组成。淬火处理后,硼碳化物出现了明显的孤立和团球化现象,导致合金抗拉强度和冲击韧性增加。淬火温度超过950℃时,基体转变成马氏体,导致合金硬度升高。淬火温度超过1050℃后,硼碳化物出现粗化现象。合金在1050℃淬火时,综合性能良好。     

热处理对含硼低合金高速钢组织和性能的影响

研究了淬火和回火温度对含硼低合金高速钢显微组织和性能的影响.结果表明,含硼低合金高速钢组织主要由马氏体和碳硼化合物构成,铸态下碳硼化合物主要以连续网状分布,而淬火后,碳硼化合物出现了断开的倾向,随着淬火温度提高,碳硼化合物的断开倾向越明显,而且部分碳硼化合物溶人基体,促进了基体的强化.回火温度的变化,对碳硼化合物的影响不明显,但随着固火温度的升高,马氏体中会析出二次碳硼化合物,使基体中合金固溶度下降.随着淬火温度上升,含硼低合金高速钢轧辊材料硬度提高.随着回火温度上升,硬度开始下降.     

低合金高硼高速钢轧辊的铸态组织

设计了一种用廉价的硼元素部分（或全部）取代普通高速钢轧辊中价格昂贵的合金元素的轧辊。借助光学显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等方法对高硼高速钢轧辊铸态组织进行研究。结果表明：高速钢轧辊铸态组织主要由马氏体基体和少量的残余奥氏体以及M23（B,C）6,M3（B0.7C0.3）和（W,Mo）2（B,C）碳硼化合物组成,基体显微硬度达到820～950 HV,轧辊的铸态硬度大于64 HRC。     

稀土镁变质处理对高硼铁基合金组织和性能的影响

为提高高硼铁基合金的性能,研究了两种变质处理方法对Fe-0.45C-1.5B高硼铁基合金的凝固组织与性能的影响.结果表明:高硼铁基合金的组织主要由铁素体、少量马氏体以及硼碳化合物组成,硼碳化合物呈网状沿晶界分布.经稀土镁合金变质后的基体组织较稀土硅铁合金变质后更加细化,且共晶组织中层片状硼碳化合物变短、变细,出现了多处明显颈缩和断网现象,导致部分硼碳化合物的团球化.经稀土镁合金变质处理后材料的硬度提高,冲击韧度和耐磨性能明显提高.     

淬火对高硼高速钢轧辊材料组织和性能的影响

在测试了高硼高速钢轧辊材料临界点和等温转变曲线(TTT)的基础上,借助金相显微镜、扫描电镜、X衍射分析、拉伸试验、冲击试验和硬度试验等手段,研究了淬火处理对高硼高速钢轧辊材料组织与性能的影响.结果表明,高硼高速钢轧辊材料具有很好的淬透性,淬火后易获得高硬度的马氏体组织,且碳硼化合物呈孤立分布.淬火温度超过1050℃后,残留奥氏体增多,硬度反而下降.随着淬火温度升高,高硼高速钢的抗拉强度和冲击韧性提高,超过1050℃,抗拉强度的变化不明显.高硼高速钢在1050℃左右淬火,具有优良的综合性能.     

冷却速度对离心铸造高硼高速钢辊环组织的影响

采用空冷和水冷不同铸型方式,研究冷却速度对离心铸造高硼高速钢辊环组织的影响,制备出辊环.结果表明:铸态高硼高速钢辊环组织由树枝状基体和硼碳化物组成.快速冷却下,基体组织全部转化为马氏体;硼碳化物的类型没有发生变化,由M2(B,C)、M3(B,C)以及M23(B,C)6组成.随着冷却速率的增加,基体晶粒尺寸减小,硼碳化物数量减少,鱼骨状硼碳化物向筛网状转变,局部出现缩颈和孤立现象.冷却速度的增加影响了合金元素在基体和硬质相中的分布,硬质相的显微硬度不变,基体硬度略有增加.空冷砂型离心铸造时,随着距辊环外边缘距离的增加,出现菊花片状的包晶组织,并且数量也逐渐增加.     

高硼中碳铸造耐磨合金组织和性能的研究

借助光学显微镜、扫描电镜观察,一次性冲击摆锤试验和销盘磨损试验等手段,研究了w(B)＞2.0%和w(C)=0.35%～0.5%的高硼中碳铸造耐磨合金的凝固组织,并对不同热处理后的高硼中碳铸造耐磨合金进行了性能测试.结果表明:高硼中碳铸造耐磨合金的凝固组织主要由初生Fe2B,三元包晶组织(γ-Fe Fe2B Fe3(B,C))和珠光体组成,高硼中碳铸造耐磨合金的耐磨性与其基体马氏体及高硬度的Fe2B密切相关,热处理能显著改善高硼中碳铸造合金的硬度和耐磨性.在高硼中碳合金的冲击韧度与高铬铸铁的相当的前提下,其硬度和耐磨性都大于高铬铸铁,故可以作为一种新型耐磨材料.     

淬火温度对高硼铸钢显微组织和硬度的影响

研究淬火温度对含碳量小于0.4%和含硼量小于2.0%的高硼铸钢显微组织和硬度的影响.高硼铸钢铸态基体组织由珠光体和铁素体组成.淬火处理后,硼化物数量变化不明显,随着淬火温度升高,基体显微硬度和试样宏观硬度提高,淬火温度超过1000℃后,硬度略有降低.在900～1100℃内淬火,都可获得强韧性好的板条马氏体基体组织.高硼铸钢中的硼化物显微硬度超过1500HV,由Fe2B和少量FeB组成.     

热处理对新型含硼低碳高锰合金组织影响的热力学分析

研究了一种新型含硼低碳高锰合金并讨论了热处理对其组织的影响。研究表明,合金铸态组织由铁素体基体（少量残留奥氏体）、M2B硼化物、M23（C,B）6以及Ti（C,N）相组成,且硼化物呈断续网状分布;高温淬火后基体并没有发生马氏体相变,基体中残留奥氏体的含量增加,硼化物因部分溶解体积分数减少,且硼化物的分布更加弥散。从热力学角度分析了热处理对合金组织的影响。     

Effect of homogenization temperature on microstructure and mechanical properties of low-carbon high-boron cast steel

The effects of quenching treatment on the microstructure, hardness, impact toughness, and wear resistance of low-carbon high-boron cast steel (LCHBS) containing 0.15–0.3 %C, 1.4–1.8 %B, 0.3–0.8 %Si, 0.8–1.2 %Mn, 0.5–0.8%Cr, 0.3–0.6%Ni, and 0.3–0.6%Mo have been investigated by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM), and via an electron probe microanalyzer (EPMA), X-ray diffraction (XRD) analysis, impact tester, hardness tester, and wear tester. The as-cast matrix of LCHBS consists of pearlite and ferrite. There is 8–10 vol.% Fe₂(B, C) type borocarbides in the matrix. The micro-hardness of Fe₂(B, C) is 1430–1480 Hv. Fe₂(B, C) shows no obvious change and the matrix completely transforms into lath martensite upon quenching at 900 °C to 1100 °C. The microhardness of the matrix and the macrohardness of the LCHBS sample show a slight increase with an increase of homogenization temperature. When the homogenization temperature exceeds 1050 °C, no distinct change in the hardness is observed. The change of homogenization temperature has no apparent effect on the impact toughness of LCHBS. The mass losses of LCHBS increase distinctly when the wear load increases. The homogenization temperature is less than 1000 °C and the wear rate of LCHBS decreases with an increase of temperature. The wear rate does not display any obvious change after exceeding a homogenization temperature of 1000 °C.     

淬火温度对轧辊用高硼铁基合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摆锤式冲击试验机和维氏硬度计等研究了淬火温度对高硼铁基合金轧辊材料组织和力学性能的影响。结果表明:高硼铁基合金淬火态基体组织为马氏体,基体中鱼骨状(M₂(B,C))、层片状(M₂C)、长条状(M₃(B,C))和颗粒状(M(B,C))等形态的硼碳化物呈断开趋势。与铸态组织相比,其中层片状硼碳化物的变化最为明显,其形态由致密粗大的连续状转变为松散细小的颗粒状,减小了对基体的割裂作用;高硼铁基合金淬火组织中硼碳化物的类型未发生变化,但是其析出量随淬火温度的升高而减少。高硼铁基合金淬火态硬度和冲击性能较铸态明显提高,其基体硬度和冲击性能随淬火温度的升高而增加,而宏观硬度随淬火温度的升高呈现出先增加后降低的趋势;淬火温度为1050 ℃的宏观硬度最大,为63.1 HRC,淬火温度为1150 ℃的冲击吸收能量最大,为10.9 J。     

Q&P工艺对Fe-0.45C-1.6B高硼钢组织和性能的影响

借助Thermo-Calc、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计及冲击磨损试验机对Fe-0.45C-1.6B高硼钢铸态和经Q&P工艺处理后的组织和性能进行分析。结果表明:高硼钢铸态组织由铁素体、马氏体及残留奥氏体构成的基体和共晶硼化物组成。经Q&P工艺处理发现,高硼钢在Ms点以下为马氏体等温转变,随着淬火时间的增加,基体中残留奥氏体越来越多,在淬火时间为120 s时达到极限。随着配分时间的增加,高硼钢中残留奥氏体增加,配分时间为80 s时残留奥氏体量最多,但是由于较多的残留奥氏体不能支撑硼化物,因此高硼钢的耐磨性降低。     

含稀土轧辊用高速钢淬回火过程微观组织转变

利用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及能损谱(EELS)等手段,研究了含稀土轧辊用高速钢在1100℃淬火和550℃两次回火热处理过程的微观组织变化特征,重点探讨了碳化物行为。结果表明,淬火加热过程中热稳定性较高的MC和M6C型一次共晶碳化物难以溶解,亚稳态的M2C型一次共晶碳化物则发生分解反应得到MC和M6C两种碳化物,分解形成的M6C较MC量多且尺寸较大,小颗粒MC包含在M6C之中;淬火基体组织由马氏体和残留奥氏体组成,淬火马氏体既有板条马氏体也有孪晶型马氏体。经两次回火后,残留奥氏体得以有效消除,大量细小富V的MC型二次碳化物弥散析出产生二次硬化现象。     

Influence of Ce on Microstructure and Properties of High- carbon High-boron Steel

应用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了稀土铈对高碳高硼钢微观组织和性能影响的机理。结果表明,稀土铈的添加能显著提高高碳高硼钢的冲击韧性,同时可提高材料的磨损性能,但对硬度的影响不大。微观组织分析表明,其主要作用机理是稀土铈的存在可使高碳高硼钢中鱼骨状硼碳化物基本消失,大部分羽毛状硼碳化物熔断,粒状硼碳化物增多,硼碳化物分布更加均匀,初生奥氏体晶粒明显细化     

淬火温度对GE1014超高强度钢组织及性能的影响

采用力学性能测试、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪和电子背散射衍射(EBSD)等分析方法,研究了淬火温度对GE1014超高强度钢组织及性能的影响。结果表明,试验钢的抗拉强度随淬火温度的升高先逐渐升高,随后降低,并且在925 ℃达到峰值2112 MPa,规定塑性延伸强度则呈现随淬火温度的升高小幅降低的趋势,试验钢的断面收缩率和U型冲击性能均随淬火温度的升高缓慢升高,在950 ℃附近出现降低趋势;试验钢的原始奥氏体晶粒和马氏体块的尺寸都随着淬火温度的升高而长大,当淬火温度超过925 ℃时,原始奥氏体晶粒尺寸快速粗化,而马氏体块尺寸则全程长大缓慢;850~925 ℃范围内,基体中的残留奥氏体含量随着淬火温度的升高而显著降低;淬火温度低于900 ℃时,试验钢中存在球状富Mo型M₆C碳化物,淬火温度升高至900 ℃未观察到未溶相。     

热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响。结果表明:M2高速钢淬火后的组织为淬火马氏体+残留奥氏体+大量碳化物;随着淬火温度的升高,M2钢淬火后残留奥氏体含量(质量分数)升高,经3次回火后残留奥氏体基本上完全消除,增加冷处理后残留奥氏体的含量相对于3次回火的要多,钢的强度和韧性得到改善。对比M2高速钢在不同热处理工艺条件下的组织和性能,最佳热处理工艺为850 ℃×30 min预热+1160 ℃×30 min淬火+(－65 ℃×1 h)冷处理+560 ℃×2 h回火3次。