制备工艺对粉末高钒高速钢组织和力学性能的影响

采用传统熔炼工艺和粉末冶金工艺制备钒含量10%的高钒高速钢,并通过金相组织观察、硬度和冲击韧度的测量来研究制备工艺对高钒高速钢组织和力学性能的影响。结果表明:熔炼高钒高速钢碳化物粗大、分布不均,在冲击过程中大颗粒碳化钒易碎裂;而通过氮气雾化制粉+热等静压工艺,采用粒度小于50μm的细粉后,碳化钒颗粒细小(3μm)且分布均匀,在冲击过程中不易破碎,冲击吸收功达到42 J/cm2,断裂机制以碳化钒与基体的界面失效为主。     

热处理工艺对高速钢轧辊组织和性能的影响

研究了淬火温度、冷却方式、回火温度和回火次数对高速钢轧辊组织和性能的影响.结果表明,油冷条件下,淬火温度低于1050℃,随着温度升高,硬度升高,超过1100℃,硬度反而降低.盐浴冷却(盐冷)和空冷条件下,淬火温度对硬度影响结果相似,但获得最高硬度的淬火温度高于油冷时的淬火温度.回火温度低于350℃,高速钢硬度变化不明显,超过475℃,随回火温度升高,硬度升高,并在525℃达到最高值,继续提高回火温度,硬度降低.二次回火后硬度变化不大,三次回火后,硬度反而降低.空冷高速钢轧辊,淬透性差;油冷高速钢轧辊易出现裂纹;盐冷高速钢轧辊,具有优良的淬透性,不易出现裂纹,辊面硬度高,硬度均匀性好,耐磨性好     

稀土元素对高速钢组织和性能的影响

概述了稀土元素在高速钢中净化晶界、固溶强化、改善碳化物等作用的研究现状,阐述了其相应的作用机制;着重介绍了稀土元素对高速钢组织和性能的影响,主要包括:稀土元素参与形成氧硫化物的过程,稀土元素与其他元素相互作用实现高速钢微合金化,净化晶界,细化晶粒以及稀土元素改善高速钢中碳化物形貌、尺寸与含量。研究发现,过量添加稀土元素会使钢中夹杂物增多,影响高速钢的性能,针对目前存在的问题,对稀土元素的引入方式以及含量进行了讨论,并对在粉末冶金高速钢中引入稀土元素的方式提出进一步展望。     

RE-Mg-Ti变质对铸造高速钢组织和性能的影响

用RE－Mg-Ti对低碳铸造高速钢（6W6Mo5Cr4V)模具进行变质处理，消除了钢中网状共晶碳化物，并细化了基体组织，还可减轻W、Mo元素偏析，变质处理后，高速钢硬度、红硬性和强度变化不大，断裂韧性（K1c）和疲劳裂纹扩展门槛值（△Kth）有所提高，冲击韧性（αk）提高1倍以上，耐磨性也明显提高，各项性能指标达到了锻造高速钢水平，RE－Mg-Ti变质低碳铸造高速钢，有望实现“以铸代锻”。     

M2高速钢的高温力学性能

在Gleeble- 3800热模拟机上进行了高速工具钢W6Mo5Cr4V2（M2）钢热模拟试验,测试了从650℃到1250℃温度M2钢的高温力学性能,得到了抗拉强度曲线和热塑性曲线,观察了不同温度下试样的金相组织和断口形貌。试验结果表明：M2高速钢的零塑性温度为1220℃,零强度温度为1250℃。良好的塑性温度区为950~1150℃,脆性区主要为1175℃至熔点,在850~950℃存在一个较弱的脆性区。在800℃附近,还存在一个良好的低温超塑性区。分析表明,M2高速钢的高温力学性能与基体组织的相变、碳化物的溶解和低熔点碳化物的熔化有很大关系。     

喷射成形2060高速钢的组织与性能

利用雾化沉积炉制备喷射成形2060高速钢沉积坯,经过锻造后再进行盐浴淬火和回火处理,研究喷射成形2060高速钢及其热处理后的组织与力学性能。结果表明:喷射成形2060高速钢沉积坯的表面较光洁,无明显的宏观偏析,晶粒较细小,晶粒尺寸约为20μm,沉积坯的相对密度在99.5%以上;沉积坯中主要存在M6C和MC两种碳化物相,均匀弥散分布在晶界与晶内以及基体中,氧含量只有1.6×10-7左右。2060高速钢的抗弯强度随淬火温度升高而逐渐降低,淬火温度应低于1 210℃。在1 170~1 190℃下淬火时可获得抗弯强度≥3 000MPa、硬度≥70 HRC的良好综合力学性能。     

Relation between microstructure and some mechanical properties of dual-phase medium-C–Cr cast steel

The influence of dual-phase structure (ferrite + martensite) on the impact toughness and rate of abrasive wear for as-cast and normalized steel (0.29 C, 1.15 Mn, 0.9 Si and 0.95% Cr) is investigated. The increased grain refinement and the well arranged lamellar packets of martensite and ferrite obtained during intercritical quenching (from 810°C) of normalized and prequenched (from 880°C) steel created a satisfactory combination between toughness and abrasive wear resistance over those measured for intercritically quenched as-cast steel with or without prequenching.     

热轧高碳钢线材组织—性能预报系统

在模拟实验和工业试验验证的基础上,建立了高碳钢高速线材在轧制和冷却过程中组织演变及力学性能系列模型,包括临界应变、奥氏体动态及静态再结晶、奥氏体相变体积分数、珠光体片间距以及组织-性能关系等子模型.基于以上模型,开发了一个模拟程序,对高速线材生产的物理冶金过程进行了仿真计算,得到轧件的温度场、奥氏体晶粒尺寸演变、最终组织特征和力学性能.模拟结果显示主要轧制温度及最终组织性能与现场实测结果吻合较好.     

Mn含量对铸造高铌TiAl合金组织和性能的影响

选择两种Mn含量不同的高铌TiAl合金Ti46Al8Nb2Mn0.2B和Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B,通过热等静压(HIP)及后续热处理,结合组织和力学性能的分析,研究了Mn含量对高铌TiAl合金的组织和性能的影响.XRD和SEM背散射电子实验结果表明:Mn含量较高的Ti46Al8Nb2Mn0.2B合金,经热等静压及循环热处理,得到的双态组织较粗大,并且有少量脆性β相存在;Mn含量较低的Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B合金,经热等静压后直接在双相区长时间保温处理,得到了细小的双态组织,并且完全消除了β相.室温拉伸实验表明,Mn含量的降低提高了Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B合金的力学性能,其延伸率、屈服强度和断裂强度分别达到2.4%、548MPa和660MPa.断口形貌分析表明,室温下两种合金都属于解理断裂.     

Effect of niobium on cast structure of high speed steel

The major objective of the present work is to design a high speed steel composition for tool casting. The effect of replacement of V and W by Nb as a modifier of the structure and properties of cast S 2-9-2 (AISI M7) high speed steel has been investigated with the aid of EDX and WDX attached to the scaning electron microscope. The influences of Nb on eutectic cell size, eutectic volume percentage and eutectic carbide shapes and types were determined. The values of hardnesses of steels under investigation after various heat treatment operations were studied so that the optimum value of substitutional niobium could be determined. The results show that increasing Nb can decrease the volume fraction of eutectic cell size, however the maximum hardness of the heat treated samples can be achieved in the presence of 1.8% of Nb.     

Al-Zn-Mg-based cast alloys having high mechanical properties

The effect of alloying elements and heat treatment on the structure and properties of cast alloys based on the Al-Zn-Mg system and containing more than 9% (Zn + Mg) is analyzed. The optimum chemical composition of an alloy from this system is determined, and the heat-treatment conditions required for improving the mechanical properties of the alloy are found.     

含硼高强度冷镦钢ML20MnTiB组织性能控制

介绍了采取转炉冶炼→LF精炼→小方坯连铸→高线流程生产ML20MnTiB高强度冷镦钢盘条的工艺过程控制情况.对含硼冷镦钢的调质工艺及机理进行了研究探讨,找出了所得到的不同微观组织与其力学性能之间的关系;通过控制回火组织就可达到生产10.9级和12.9级高强度标准件的要求.     

淬火温度对M4粉末高速钢组织和性能的影响

为了研究淬火温度对M4粉末高速钢组织和性能的影响, 利用光学显微镜观察高速钢试样的金相组织, 对淬火组织的晶粒度进行评级, 并对回火组织中碳化物的组成和分布进行统计; 采用洛氏硬度计和材料万能试验机测试试样的硬度和抗弯强度。结果表明: 随淬火温度的升高, M4粉末高速钢淬火后硬度先上升后下降, 在1200 ℃时出现最大值HRC62.9;淬火态试样的晶粒度随淬火温度的升高而降低。经三次回火后M4粉末高速钢硬度值较淬火态均有提高, 且随淬火温度的升高, 先增高后下降, 在淬火温度为1190 ℃时达到最大值HRC66.4。随淬火温度的升高, 回火态试样的抗弯强度逐渐下降, 碳化物聚集长大倾向明显, 尺寸均匀性下降。M4粉末高速钢的最优淬火温度区间为1180~1190 ℃。     

铌对喷射成形M3：2型高速钢组织和性能的影响

采用喷射成形工艺制备了含铌和不含铌M3：2型高速钢,然后进行锻造加工.利用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪等研究了铌对喷射成形M3：2型高速钢组织和性能的影响.铌的加入细化了沉积态的组织,减小了M₂C共晶碳化物尺寸,而对M₂C的成分影响不明显.沉积态中MC碳化物的数量随铌含量提高而增多,且其成分变化显著.铌的加入可以提高喷射成形M3：2型高速钢的抗回火软化性和二次硬化能力.但是,当铌质量分数为1%时,组织中形成数量较多且难以破碎的以铌为主的块状MC碳化物,导致钢的弯曲强度和冲击韧性下降.铌质量分数为0.5%的喷射成形M3：2型高速钢可以获得最佳的硬度、弯曲强度和冲击韧性.     

终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响

通过加压冶炼、控制轧制方式获得氮质量分数为0.59%的Mn18Cr18N钢板,研究了终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响。结果表明,在再结晶区轧制并且终轧温度为970 ℃的钢板,组织为奥氏体等轴晶和部分孪晶,强度较低,塑性、冲击韧性较好;终轧温度为910 ℃的钢板,大部分组织为变形奥氏体晶粒,有少量再结晶晶粒,随着终轧温度降低钢板强度升高,塑性和冲击韧性降低;在未再结晶区轧制并且终轧温度为780 ℃的钢板,组织为变形严重的奥氏体晶粒,强度最高,塑性、韧性最低。所有试验钢有晶界析出的Cr₂N相,降低终轧温度和减缓轧后冷却速度,会增加Cr₂N相的析出。     

热处理制度对新型高强度不锈钢组织与性能的影响

新型高强度不锈钢属于马氏体时效硬化不锈钢,该钢采用二次硬化机理设计成分,添加多种强碳化物形成元素,添加高量Co细化M2X相,在合适的温度回火下,不仅具有高强度、高硬度,而且还有高的塑性与韧性,在航天航空领域有着广泛的应用前景。主要研究了热处理制度对新型高强度不锈钢组织与性能的影响,摸索出适合的热处理制度,保证钢获得强度与韧性的良好配合,为今后进一步研究和使用该钢提供试验依据。     

Correlation of microstructure and thermal-fatigue properties of centrifugally cast high-speed steel rolls

This is a study of thermal-fatigue properties in centrifugally cast high-speed steel (HSS) rolls. The thermal-fatigue mechanism was investigated, with special focus on the roll microstructure and the increase in tensile stress which led the specimens to fracture when it reached the tensile strength. The thermal-fatigue test results indicated that the thermal-fatigue life decreased with increasing maximum temperature of the thermal-fatigue cycle. The results were then interpreted based on the amount of carbides and the cyclic-softening phenomenon associated with the exposed time to elevated temperatures. The coarse intercellular carbides on the specimen surface acted as fatigue-crack initiation sites as they cleaved at a low stress level to form cracks. The roll having the lowest matrix hardness and the smallest amount of intercellular carbides, thus, showed better thermal fatigue properties than the other rolls. For the improvement of the thermal-fatigue properties of the rolls, this study suggests a homogeneous distribution of carbides by reducing the carbide segregation formed along the solidification cell boundary and by optimizing the roll compositions.     

两相区淬火对高强海洋工程钢组织性能的影响

对高强海洋工程用钢分别经过一次淬火+回火(QT)和一次淬火+两相区淬火+回火(QLT)2种热处理工艺处理后,采用扫描电镜(SEM)、连续冷却转变(CCT)曲线、高分辨透射电镜(HRTEM)等手段对其微观组织、相变特性和Cu的析出相进行了检测,并进行了室温拉伸性能及系列温度夏比冲击性能的测定.结果表明:实验钢在0.3～2...     

高强度船体钢淬火工艺下截面组织与性能均匀性

采用SEM、TEM、EBSD等方法研究了35mm规格船用高强度钢淬火态的截面微观组织特征及精细结构,对其截面不同位置力学性能的对应关系进行了分析。结果表明,35mm淬火态钢板的截面效应明显,距离表面小于8mm时,截面硬度随着距表面距离的增大而减小;在8~17mm范围内,截面硬度处在一个稳定的下平台;在17~18mm范围内,截面硬度出现峰值。心部的抗拉强度和屈服强度均较钢板表面降低了40MPa以上,且心部-80℃冲击功稳定性比表面差。显微组织、板条宽度、有效晶粒尺寸、位错密度等的差异是表面性能优于心部的主要原因。钢板心部大量硬质MA岛存在、中心偏析带及大量非金属夹杂物导致硬度峰值和低温冲击性能的不稳定。