高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV球化退火过程中碳化物的演变

利用Thermo-calc软件、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和光学显微镜（OM）等研究了锻造态高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV球化退火过程中碳化物的演变。结果表明：锻态组织中存在着M3C、M23C6和M7C3类型的碳化物。球化退火过程中,M3C很快转变为M23C6,M7C3则一直未发生类型转变。升温阶段,组织中马氏体直接分解析出M23C6,没有M3C→M23C6的转变过程。整个退火过程中,析出碳化物均为M23C6型。缓冷阶段降温180 min后组织中碳化物已基本不发生变化,可进一步提高冷却速率。     

4Cr5MoSiV1热作模具钢热疲劳中碳化物粗化动力学分析

用透射电子显微分析了4Cr5MoSiV1钢热疲劳后的显微结构变化，结果表明，在热疲劳过程中M23C6碳化物粒子发生粗化，M23C6的尺寸r和热疲劳循环次数间并不服从简单的指数关系。表明经典理论不完全适合M23C6碳化物在热疲劳过程中的粗化行为。从经典扩散理论出发，考虑多组元扩散问题，得到了球状碳化物在热疲劳过程中的粗化方程。根据Thermo-calc热力学计算结果，进一步证实了富Cr的M23C6碳化物在热疲劳过程中为易粗化碳化物，与实验结果吻合。     

5Cr15MoV马氏体不锈钢热加工过程碳化物析出

采用热模拟试验机对5Cr15MoV马氏体不锈钢热加工过程进行了模拟,并使用金相显微镜及物理化学相分析方法对热加工过程中的碳化物析出进行了分析。结果表明：与thermo-Calc热力学计算结果不同,热加工过程中在1100~1150 ℃之间,5Cr15MoV钢主要析出MC型碳化物,且随温度的降低,析出量逐渐加大,在1000~1100 ℃之间趋于平衡,而M23C6型碳化物则在1000 ℃左右析出,整个热加工过程中,并未发现M7C3型碳化物析出。     

高碳铬过共析钢球化退火工艺研究

为确定合适的Cr5高碳铬过共析钢的球化退火温度和时间,对该钢的球化退火工艺进行了研究。结果表明,Cr5钢合理的球化退火温度为820～840℃,在此温度范围退火后,钢的组织为铁素体基体和弥散分布的Cr23C6、Cr7C3及Fe3C碳化物。     

Cr含量对高碳中合金工模具钢组织与性能的影响

对两种不同Cr含量的高碳中合金工模具钢的组织与性能进行研究.结果表明,两种钢820 ℃退火时均存在M23C6、M6C和MC三种碳化物.Cr含量较高的钢中M23C6碳化物的相对数量较高,碳化物较细.奥氏体化过程中,由于Cr含量低的钢中存在大块M6C碳化物,造成淬火未溶碳化物尺寸偏大.Cr含量较高的钢中M23C6碳化物大量溶解,提高了基体中合金元素的固溶量,在200～300 ℃回火硬度保持在59～60 HRC,具有良好的抗回火性.     

H13钢热疲劳后碳化物形态和组分的变化

采用薄膜电子衍射和萃取复型方法研究了压铸模具用钢H13钢经热疲劳后的碳化物形态和组分变化.结果表明,H13钢在热疲劳过程中表层硬度发生循环软化,循环软化主要与富铬的M23C6碳化物粒子的粗化和位错密度的降低有关.H13钢中富Cr的球状的M23C6碳化物在热疲劳过程中的成分变化是影响材料表层热疲劳循环软化的一个重要因素.球状的M23C6碳化物在热疲劳过程中,Cr和Mo等合金元素的含量在增加,而V的含量相对减少.     

H13钢退火态中的碳化物分析

H13热作模具钢在850℃保温2 h后,以25℃/h速度缓慢冷却至室温。用SEM观察合金组织经球化退火处理后的形态变化,用EDS、XRD、TEM和萃取分离方法对H13钢退火态中碳化物进行了定性和定量分析。结果表明,经850℃球化退火处理后,合金中原有的马氏体组织和珠光体组织基本转化成球状碳化物,主要碳化物类型有4种:MC、M6C、M7C3、M23C6,而且不同类型的碳化物所含的主要合金元素不同,MC中的主要合金元素为V,M7C3和M23C6中的主要合金元素为Cr,M6C中的主要合金元素为Mo和Cr。     

含铌H13钢热疲劳过程中的显微结构变化

对添加微量铌与不含铌的4Cr5MoSiV1钢(即H13钢)热疲劳性能进行了测试。结果表明,添加微量铌提高了4Cr5MoSiV1钢的热疲劳抗力。在热疲劳循环过程中,富铬碳化物M23C6粒子明显粗化。添加微量铌的4Cr5MoSiV1钢由于富铬碳化物的粗化受到抑止,且位错密度下降较慢,使得热疲劳裂纹的扩展相对缓慢,因而材料的热疲劳抗力提高。     

7CrMn2Mo钢的球化退火工艺

研究了7CrMn2Mo钢的常规的球化退火和正火+球化退火工艺球化退火行为.结果表明,该钢退火前必须正火;与连续退火、等温退火相比,亚温球化退火的碳化物球化速度较快,效果较好;采用720 ℃保温48 h,达到球化等级要求.相分析结果表明,此钢退火态的碳化物主要为M23C6和小部分M3C及其它类型的碳化物.     

服役T91钢中碳化物的萃取工艺与演变规律

通过电解萃取的方法获取了不同服役时间T91钢中的碳化物粒子,利用SEM、XRD、EDS对萃取碳化物的物相、含量、形态及成分进行了分析,讨论了T91钢中碳化物随服役时间的演变规律.研究结果表明,T91钢中碳化物主要有两种:M23C6和MC,其中M23C6占绝大多数.随着服役时间延长,碳化物会发生如下变化:尺寸上,M23C6逐渐沿晶界粗化,MC则相对稳定,运行105296 h后仍未见粗化和增多；形态上,初始的棒状碳化物逐渐开始球化；成分上,Mo、Cr、V由基体逐渐向M23C6中扩散迁移,使得碳化物中Mo、Cr、V增加,Fe含量减少.     

异种钢焊接接头退火工艺研究——焊缝性能与保温时间

利用保护气氛箱式退火炉研究了M42高速钢-X32高强度钢异种钢焊缝的退火过程中,退火保温时间与焊缝、母材M42高速钢及X32高强度钢的硬度关系。研究表明,在炉温为810℃~820℃时,随保温时间的延长,焊缝硬度在退火初期快速下降,然后缓慢下降,且硬度与时间的对数呈线性关系。通过金相显微镜和电子探针X射线分析仪(EPMA)及XRD,分析退火后M42高速钢-X32高强度钢异种钢焊接接头金相组织及元素分布规律及接头处碳化物的形成转化规律。研究表明,退火后,焊缝组织发生再结晶现象,组织成等轴晶,碳化物球化。焊接接头中母材金属元素向焊缝扩散,形成Fe3W3C的M6C型碳化物、Cr23C的M23C型、MC型等碳化物,这些碳化物的形成,从而在组织中增加了许多晶界与相界,促进了碳化物的球化,导致了焊缝硬度的下降。     

盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢的球化退火工艺研究

研究了盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢的球化退火工艺,讨论了加热温度和保温时间对碳化物颗粒的数量、大小、形态分布及退火硬度的影响。结果表明,随加热温度的上升,碳化物颗粒数量逐渐减少,粒径逐渐增大,颗粒趋于圆整化且分布更加均匀,同时硬度逐渐降低。随保温时间的延长,其对碳化物的球化及退火硬度的影响与加热温度的影响类似。对于5Cr5MoSiV1钢来说,900℃×4 h为最佳球化退火工艺。     

5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火过程中碳化物的析出

对球化退火后的5Cr8Mo2Si V刃具钢进行淬火和回火工艺的探究,用SEM和EDS对淬、回火后的显微形貌进行分析,用碳化物电解萃取和XRD分析等研究了5Cr8Mo2Si V刃具钢淬、回火过程中碳化物的析出行为,并用Jmat-Pro模拟回火过程中碳化物析出相的变化。结果表明:5Cr8Mo2Si V钢退火试样在1100℃淬火+520℃回火时有明显的二次硬化现象,球化退火组织中存在VC、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Fe_3C、Si C和Mo_6C类碳化物。Mo_6C、Si C、Fe_3C、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物随着淬火温度升高依次溶入马氏体基体,最终只有VC分布在基体上。Mo_2C、VC、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物在回火过程中从马氏体中析出,且Mo_2C和VC型碳化物在520℃回火析出量出现峰值。结合Jmat-Pro模拟结果发现,5Cr Mo2Si V钢的二次硬化现象是残留奥氏体二次淬火和Mo_2C粒子的第二相强化共同导致,且Mo_2C粒子第二相强化效应符合位错切过机制。     

2.25Cr-1Mo钢回火过程中碳化物析出顺序的研究

采用化学相分析的方法研究了2．25Cr-1Mo钢粒状贝氏体组织在回火过程中碳化物的变化和析出顺序。结果表明，当回火参数为18140～22000时，试验钢中析出合金碳化物的类型为M2(CN)，M6C，M4C3，Cr9C3以及M23C6；合金碳化物的析出顺序为M2(CN)→M6C→M7C3，Cr7C3→M23C6，而且这些合金碳化物的变化过程是一系列重迭的阶段。     

Cr12MoV模具钢电脉冲球化退火热处理工艺参数的优化

采用正交试验法,对Cr12MoV钢进行了研究,找出了Cr12MoV钢在脉冲电场作用下理想的球化退火新工艺参数,并进行了相应的新工艺试验。得到了Cr12MoV钢较理想的球化体组织,同时降低了Cr12MoV钢的退火加热温度,缩短了保温时间,其硬度可比常规等温球化退火低60HBS左右,更好地改善了Cr12MoV钢的切削加工性能。     

新型奥氏体C-HRA-5耐热钢时效过程中的沉淀相演化

对新型奥氏体C-HRA-5耐热钢(22Cr25Ni3Cu4W2Co)进行700℃/0～15 627 h时效试验,采用OM观察时效样品晶粒尺寸和孪晶的变化,采用SEM+EDS、TEM+EDS+SAED分析了时效样中沉淀相析出顺序及粗化特性。结果表明,试验钢在700℃/15627h时效过程中先后析出M23C6、Z相、富Cu相和Laves相等第二相,其中M23C6相主要在晶界析出,其它第二相主要分布在晶内,未发现σ相的析出。在时效过程中,富Cu相和Z相尺寸比较细小稳定,尤其是富Cu相,时效至15 627 h时直径约10 nm,它们是提高C-HRA-5钢热强性的主要强化相。晶界M23C6碳化物粗化速率较快,时效817 h时已在晶界形成断续状分布,时效至15 627 h时,其在晶界宽度增长至550 nm;而晶内M23C6碳化物粗化相对缓慢。由于添加W元素,在时效后期有大量针状Laves相在晶内析出,主要沿长度方向长大;另有少量颗粒状Laves相在晶界M23C6内部或其附近析出,尺寸较稳定。在长期时效过程中,未发现σ相的析出,这与C-HRA-5钢增加Ni和添加Co元素可以抑制或延迟其析出有关。     

均匀化退火对ZG80Cr2MnMoSi钢组织的影响

ZG80Cr2MnMoSi钢是一种耐磨衬板用多元合金钢。由于碳和合金元素含量高,铸件中极易产生成分和组织偏析,生产中常采用均匀化退火来减轻偏析对铸件性能的不良影响。研究了均匀化退火对该钢组织、碳化物类型和晶粒尺寸的影响及影响晶粒细化的因素。试验结果表明,碳化物回溶温度显著影响钢的晶粒;均匀化退火时碳化物的主要变化为渗碳体回溶和析出以及渗碳体(Fe3C)转变为合金碳化物((Fe,M)3C);钢经1050℃×4 h退火后,晶粒度为8级,块状碳化物和枝晶状珠光体减少;经1150℃×4 h退火后,晶粒度为7～6级,枝晶状珠光体和块状碳化物均消失。     

T91钢服役过程中碳化物的熟化分析

通过碳化物的电解萃取、X衍射分析、能谱分析和透射电镜分析等方法,对不同服役时间的T91钢中的碳化物状态及变化进行了研究.结果表明,经长期高温高压作用后,T91钢中碳化物M23C6发生较显著的熟化.碳化物M23C6颗粒形态多由短条形变为球形,仍以板条界分布为主.同时发现碳化物M23C6的化学成分发生变化,Mo、Cr从基体中的固溶态转移到碳化物中的化合态,碳化物M23C6在T91钢中的含量显著增加,由此对碳化物熟化提出了一些新的见解.     

热处理工艺对Cr12钢组织和性能的影响

对Cr12钢采用等温球化退火工艺处理,组织中共晶碳化物形态和分布得到明显改善,获得了均匀细小的球状珠光体和弥散分布的细粒状合金碳化物显微组织,然后采用等温球化退火→充分预热→淬火→中温回火新工艺处理Cr12钢后,获得优异的综合力学性能。经使用表明:新工艺处理后的Cr12钢的使用寿命比常规热处理工艺提高1~2倍。     

木材加工旋切刀和刨切刀材料及其热处理

木材加工旋切刀和刨切刀用7CrWMoVSi和5Cr8WMo2VSi钢是通用性刃钢,8Cr2W2MoVSi和6Cr6W3MoV2Si钢是新研制的超细碳化物刃钢。新钢种克服了碳化物粗化,可使刀具有高的锋利度和耐磨性。研究表明,8Cr2W2MoVSi钢淬火后剩余碳化物平均尺寸为0.33μm,回火后硬度为61.5～63.5 HRC;6Cr6W3MoV2Si钢淬火后剩余碳化物平均尺寸为0.5μm,回火后硬度为62～64 HRC。旋切刀和刨切刀的锋利度、耐磨性、抗冲击性及热硬性是主要的使用性能,既与刃钢的综合力学性能有关,也与碳化物细化相关。