M50钢高应力高温摩擦磨损行为与微观机制

利用SRV-4摩擦磨损试验机对M50轴承钢进行了滑动摩擦试验,通过改变试验环境温度与加载应力探究了M50钢的高温摩擦磨损性能。采用激光共聚焦显微镜(LSCM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察高温高应力下磨损对钢的影响。研究发现,试验环境温度200℃与210 MPa以上摩擦剪力的共同作用下,大尺寸MC型碳化物表层基体粘着剥落,MC型碳化物破碎、迁移,加剧磨损。试验环境温度200℃粘着磨损加剧且磨损面形成的(Cr, Fe)₂O₃氧化膜厚度不足导致粘着磨损量达到最大值。试验环境温度升高至315℃,氧化膜趋于连续且膜厚增加,粘着磨损减弱,接触应力2.05 GPa时摩擦因数相较于室温下降27%。     

M50NiL轴承钢渗层碳化物特征与滑动磨损行为的研究

摘要：研究了M50NiL轴承钢在不同磨损时间和外加应力作用下的磨损行为和机制。结果表明：渗碳层组织为孪晶马氏体和近球状MC、M23C6和棒状M2C型碳化物。外加应力对钢的磨损形式与形貌具有显著影响,钢的磨损形式为轻微粘着磨损和磨料磨损,摩擦因数较快保持稳定到0.02。延长磨损时间对钢的磨损性能与机制具有明显作用,磨损时间达到3万s,MC、M23C6、M2C脱落,部分碳化物破碎形成磨料磨损。磨损时间与外加应力耦合作用显著影响钢的磨损性能与质量,磨损时间为3000s,外加应力由0306MPa增至1530MPa,碳化物导致磨料磨损,磨损质量由025mg增至038mg;外加应力增至2142MPa,更多大尺寸碳化物脱落,导致钢的摩擦因数逐渐升高至0037,磨损质量达到033mg。     

高温形变对GCr15钢中二次碳化物析出的影响

ＧＣｒ１５钢经奥氏体热变形后，二次碳化物的相变温度（Ａｃｍ）随着形为温度升高和变形量的增大而升高，ＣＣＴ曲线向左上方移动；二次碳化物的生长厚度与形变量，形变温度无关，只取决于冷却速度；连续冷却条件下，二次碳化物的生长厚度与形变量，形变温度无关，只取决于冷却工；连续冷地条件下，二次碳化物仍以台阶机制长大，与等温条件下的生长机制相同。     

M42高速钢电渣重熔及锻造退火后碳化物的析出

 通过X射线衍射分析、光学显微镜和透射式电子显微镜观察以及相关热力学计算,对比研究了M42高速钢电渣锭及锻后退火两种状态所析出碳化物的类型、尺寸、分布及析出条件。得出M42高速钢电渣锭中的碳化物主要为Mo2C亚稳态碳化物和少量Cr7C3碳化物,Mo2C碳化物尺寸较大,主要呈层片状、纤维状和棒状沿晶界析出。锻造退火后的M42高速钢中碳化物类型主要为Cr7C3,VC和Fe2Mo4C,平均尺寸小于10 μm且分布均匀,形态以方形、不规则球形和小颗粒为主。M42高速钢电渣锭中的Mo2C在锻造过程中可以分解为Fe2Mo4C和VC。根据冶金热力学计算得出,Mo2C和VC在固液两相区析出,析出温度分别为1 229 和1 222 ℃;Cr7C3在固相中析出,析出温度为842 ℃。     

多向锻造道次及终锻温度对5182铝合金组织性能的影响

采用多向锻造实验的方法研究了锻造道次及终锻温度对5182铝合金组织性能的影响.研究结果表明:终锻温度为340℃时,随锻造道次由3增至6,试样锤头附近的组织破碎变细,但未发生明显再结晶;试样心部的变形组织在经3道次锻造后开始发生部分再结晶;经6道次锻造后试样心部发生完全再结晶.340℃以上进行变形时,变形程度对5182铝合金的硬度影响不大.终锻温度为230℃时,随锻造道次由3增至6,试样锤头附近及心部的组织均破碎变细,但未发生明显再结晶,经6道次锻造后试样心部为纤维状变形组织.终锻温度为230℃时,变形程度大的试样心部区域的硬度值较高.     

脱氧剂对M50NiL钢中非金属夹杂物的影响

在航空发动机用轴承钢M50NiL的真空冶炼过程中使用不同脱氧剂进行脱氧,重点研究了不同脱氧剂类型对钢中夹杂物形貌、类型、尺寸及数量密度的影响。结果表明,未添加脱氧剂时,钢中夹杂物主要为Al₂O₃和铝镁尖晶石;使用Al-RE作为脱氧剂后,钢中夹杂物的主要类型为稀土夹杂物;而使用Al-RE-Si-Mn作为脱氧剂后,钢中夹杂物类型、尺寸及分布特征与Al-RE脱氧剂基本相当。稀土元素的加入能明显改善钢中夹杂物的类型及形貌,使主要夹杂物类型由带有棱角且形状不规则的富Al₂O₃型夹杂物转变为近球形的稀土夹杂物,同时降低了钢中夹杂物的最大尺寸,以及大尺寸的Al₂O₃夹杂物数量,但过量的稀土使得钢中出现了稀土夹杂物的团聚。     

二次碳化物对马氏体钢三体磨料磨损性能的影响

在低速，碾磨式三体磨损系统中，使用不同粒度的石英砂及玻璃砂磨料，研究了马氏体钢中二次碳化和对其磨损特性的影响。研究结果表明：弥散分布的二次碳化物虽然可增加钢的的硬度，但由于“尺寸效应”不能提高钢的切削磨损抗力，而有利于其塑变疲劳磨损抗力的改善。二次碳化物对马氏体钢三体磨损特性的影响是随磨料硬度，磨粒尺寸等系统参数的变化而变化的。     

M2钢锻造工艺探讨

M2(W6Mo5Cr4V2)属高速钢，北满锻钢公司锻锤生产该品种量较大，但因为锻造过程中容易产生裂纹。出现大量废品，成材率仅在35％以下，造成严重的经济损失。本文针对我公司的设备能力及生产特点，对锻造工艺参数及操作要点进一步细化，从而达到提高经济效益的目的。     

锻造方法对高合金工具钢碳化物不均匀度的影响

为了得到碳化物分布均匀的高合金工具钢材料,对比了扁方圆和方圆2种锻造方法对共晶碳化物的分布特点及晶粒大小的影响,发现采用扁方圆的锻造方法可以更有效地破碎钢材芯部的碳化物,改善碳化物条带状分布。     

热处理对钢结硬质合金TLMW50中复式碳化物形态与分布的影响

利用SEM对烧结态和热处理态钢结硬质合金TWLM50微观组织中复式碳化物形态与分布进行研究。结果表明：烧结态钢结硬质合金TLMW50微观组织中主要复式碳化物Fe3W3C、Fe2W2C相形状基本呈现长条状,宽约10—20μm之间,颗粒长度可达10～60μm之间,且复式碳化物的晶粒上还有细小的三角状二次碳化物析出。经过1050℃淬火,250℃回火复式碳化物颗粒的棱角有所钝化,条形颗粒明显减少。二次碳化物析出数量明显减少,大部分二次碳化物溶于或与初生复式碳化物发生反应,形成复式碳化物,且随机分布在初生复式碳化物上。热处理导致钢结硬质合金TWLM50硬度提高到65HRC,耐磨性显著提高。     

Research on carbide characteristics and sliding wear behavior of carburized layer of M50NiL bearing steel

The wear behavior and wear mechanism of M50NiL bearing steel under different wear times and applied stresses were studied. The results show that the microstructure of the carburized layer is composed of twin martensite, nearly spherical MC, M23C6 and rod like M2C carbides. The applied stress has a significant effect on the wear form and morphology of steel. The wear forms of the steel are slight adhesive wear and abrasive wear. The friction coefficient of the steel keeps stable to 002. Prolonged wear time has an obvious effect on the wear property and mechanism of steel. When the wear time reaches 30000s, MC, M23C6 and M2C carbides rub off. Some carbides are broken and subsequently formed abrasive wear. The coupling effect of wear time and applied stress significantly affect the wear property and quality of steel. When the wear time is 3000s, the applied stress increases from 0306MPa to 1530MPa. The wear weight loss increases from 025mg to 038mg due to carbides abrasive wear. When the applied stress increases to 2142MPa, large scale carbides rub off. This leads to the increasing of the friction coefficient to 0037 and the wear mass to 033mg.     

FNN model for carbide size of M50 steel during hot deformation

Isothermal compression of M50 steel was carried out on a Gleeble-3500 simulator at the deformation temperatures ranging from 1223 to 1423 K and the strain rates ranging from 10 to 70 s^??1. The relationship between the deformation temperature, strain rate, strain and the carbide size of M50 steel was acquired by simulating the isothermal compression via finite element method, and a fuzzy neural network model for predicting the carbide size during hot deformation was established. The maximum and average difference between the experimental and the predicted carbide size were 9.2 and 4.1% respectively. Applying the present fuzzy neural network model, the effect of the deformation temperature, strain rate and strain on the carbide size of M50 steel during hot deformation was analysed.     

50钢铸坯冷却过程断裂分析

分析了50钢铸坯异常组织以及在不同温度下的力学性能。分析结果表明,快速和不均匀的冷却将产生尖锐、突出的铁素体组织,弱化晶界,并产生较强的组织应力和热应力;在700、300℃附近分别存在高温脆性区和低温脆性区,在此区间移动铸坯会助长裂纹的产生。采用合适的堆冷工艺,提高热送热装率,可以有效减少铸坯断裂风险。     

Ce对440C不锈轴承钢夹杂物演变的影响

为探究稀土Ce对440C不锈轴承钢中夹杂物的改性作用,利用实验室MoSi₂电阻炉对440C不锈轴承钢进行稀土Ce处理,采用OM、SEM等系统分析了Ce的添加对440C不锈轴承钢脱氧及夹杂物演变的影响。结果表明,随着Ce加入量的增加,其收得率逐渐升高。Ce的加入使钢中TO质量分数由0.002 5%降低至0.001 2%。未加入Ce的钢中夹杂物主要为Al₂O₃、MnS以及镁铝尖晶石;加入质量分数为0.011 5%的Ce后,夹杂物被改性为以Ce-Al-O为主的夹杂物;当Ce的添加量达到0.036 4%时,夹杂物被完全改性为Ce-O-S夹杂物。适量的Ce可以降低夹杂物尺寸及面积比例,但过量加入会使夹杂物尺寸变大。在本试验条件下,当Ce质量分数为0.011 5%时,钢中夹杂物细小弥散效果最明显。以上结论可为Ce在高碳铬不锈轴承钢中的应用提供参考。     

M50NiL轴承钢淬回火组织特征及拉压疲劳裂纹的萌生

摘要：通过拉压疲劳试验及微观组织观察研究了M50NiL轴承钢淬回火组织特征及对疲劳裂纹萌生的影响作用。结果表明,试验钢的组织主要为板条马氏体,少量δ-铁素体及M2C、MC碳化物;扫描电镜观察发现1070℃淬回火试样δ-铁素体及临近的聚集球状M2C碳化物,δ-铁素体位于晶界处,尺寸主要为4~8μm,钢中碳化物尺寸最大为2.66μm;1100℃淬回火试样δ-铁素体相界存在大量片状的M2C碳化物,尺寸在8μm以上的δ-铁素体数量增加,最大为17.51μm;1070℃淬回火试样的疲劳极限为713MPa,主要起裂源为Al2O3、Al2O3-CaO夹杂物,循环次数随夹杂物尺寸的增大而降低,且Al2O3-CaO夹杂更易引起试样的疲劳断裂;1100℃淬回火试样的疲劳极限为707MPa,主要起裂源为δ 铁素体组织缺陷,起裂源于8μm以上δ-铁素体的相界处,疲劳寿命受应力及δ-铁素体尺寸影响。     

镁对冷作模具钢碳化物及热塑性的影响

冷作模具钢Cr12Mo1V1因C含量和Cr含量高,铸态下在晶界析出大量网状共晶碳化物,锻造后仍会存在大量大块长条状碳化物,且呈带状分布,使钢的热塑性降低,易产生裂纹,限制了其应用.本文研究添加Mg对Cr12Mo1V1钢碳化物及热塑性的影响.随着钢中Mg含量增加,铸态下网状共晶碳化物被打断且被细化,使其在后期的锻造中更容易被打散.同时,锻态下碳化物的平均尺寸随着Mg含量增加而减小,呈均匀弥散分布.碳化物尺寸和分布状态的改善提高了钢的热塑性.     

Inclusion evolution in 50CrVA spring steel by optimization of refining slag

In order to control the CaO-Al2O3 -SiO 2 -MgO system inclusions in 50CrVA spring steel in a lower melting temperature region, high temperature equilibrium experiments between steel and slag were performed in the laboratory, under the conditions of the initial slag basicity within 3-7 and the con-tent of Al2O3 between 18-35 mass%, to investigate the formation and evolution of this type of in-clusion.The results indicate that the total oxygen content in the steel decreases with the increase of slag basicity and the decrease of Al2O3 content in slags, and CaO-Al2O3 -SiO 2 -MgO inclusions tend to deviate from the low melting point region with the increase of Al2O3 content in slags.The most fa-vorable composition for the refining slag is composed of 51-56 mass% CaO, 9-13 mass% SiO2 , 20-25 mass% Al2O3 and 6 mass% MgO.In this case, the inclusions in 50CrVA spring steel are mostly in the low melting point regions, in which their plasticities are expected to improve during steel roll-ing.The MgO-based inclusions were observed in the steel matrix and the formation mechanism was theoretically and schematically revealed.It is also found that adding around 11 mass% of MgO into the refining slags is beneficial to reducing the refractory corrosion.Further work should be carried out focusing on the evolution rates of MgO-based inclusions.     

多向锻造对超高强度不锈钢组织及力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)对多向锻造淬火后的马氏体超高强度不锈钢的显微组织进行定量表征,分析多向锻造对试验钢显微组织的影响;同时进行力学性能测试,分析多向锻造对试验钢力学性能的影响,讨论不同强化机制对试验钢强度的贡献.结果 表明,随着锻造道次的...