高速钢萘状断口形成机制及其预防、消除新工艺的研究

本文研究了 W6Mo5Cr4V2高速钢萘状断口的形成过程。发现萘状断口的形成是由于淬火高速钢在重复加热过程中奥氏体不均匀再结晶的结果。而这种不均匀再结晶可能与二次加热时,析出的弥散碳化物的回溶有关。我们还发现,萘状断口存在顽强的组织遗传性,这就是截至目前消除萘状断口存在一定困难的原因所在。针对萘状断口的形成机理及其顽强遗传的特点,我们试验成功一种预防和消除萘状断口的“稳定化处理”新工艺。实验证明,经45分钟“稳定化处理”,可代替中间退火,预防萘状断口的发生;95分钟“稳定化处理”可消除萘状断口,从而可挽救因萘状断口或过热而报废的工具,并使组织有所细化,机械性能有不同程度的提高。     

粉末冶金高速钢的性能

研究了W12Cr4V5Co5(FT15)粉末冶金高速钢的性能。高速钢粉末用氮气雾化法制取,而后热挤压致密化成材。热挤压有利于粉末颗粒表面氧化膜的破碎,从而减轻了氧对性能的有害影响。研究了粉末的显微组织和挤压钢材的性能。根据实验结果,确定了FT15粉冶高速钢的热处理参数。测定了钢的物理力学性能。对断口进行了分析。与普通铸锻高速钢对比进行了刀具耐磨性与切削性能试验。     

粉末装套锻造高速钢-45号钢复合刨刀片工艺的试验研究

采用高速钢粉末与45号钢套自由锻造工艺,制造双金属木工刨刀片。在分析工艺过程基础上,着重研究了粉末高速钢与45号钢刀体之间的结合强度与断口形态。
试验表明,双金属结合情况良好。因此,用本工艺制造双金属复合材料不仅可行,而且有较高的经济效益,值得在生产中采用。     

铝在高速钢中的作用探讨之一

本文应用电子显微镜等方法对高速钢的K_(IC)断口、切削刃的磨损区、金相组织的形态进行了观察、研究,发现铝在高速钢中能明显提高高速钢基体的塑性;在刃具表面形成一层耐热耐磨的氧化层;使合金碳化物相热稳定性提高。三种作用的综合效果是使含铝高速钢具有比不含铝高速钢更高的切削寿命的原因。其次发现含铝高速钢裂纹敏感性增加与基体中易产生弥散的塑坑群有关,并据此判断改进铝高速钢综合性能的主要途径之一,是提高含铝高速钢予处理工艺的球化效果。     

M3与T15高速钢的SPS烧结与热处理

为了开发新的工艺并提高粉末高速钢的综合性能,对真空熔炼氮气雾化制备的M3与T15高速钢粉末进行了放电等离子烧结(SPS)与热处理,探讨了SPS与热处理的工艺参数对材料性能的影响规律,测定了烧结粉末高速钢的密度、抗弯强度与硬度等力学性能,观察了材料的显微组织与断口形貌。结果表明,M3高速钢最佳SPS参数为930℃、40MPa、10min,最佳热处理工艺参数为860℃×2h-750℃×4h退火、830℃×1h-1210℃×0.5h油淬、540℃×1h四次回火,力学性能为抗弯强度5368MPa、硬度63.70HRC;T15高速钢的SPS工艺参数为930℃、40MPa、5min,与M3采用相同热处理工艺后最高抗弯强度3342MPa、硬度65.1HRC,均获得了优于普通粉末冶金高速钢的良好性能。     

一种新型的低合金高性能高速钢

运用高速钢新的合金化理论研究成功了一种新型的低合金高性能高速钢。新钢种的含量仅为通用高速钢的－６０％；而通过提高碳含量及加入硅，氮元素，使其钢的综合性能和用于多种通用刀具的切削性能与通用高速钢相当。     

高速钢选择与应用探讨

简要分析了高速钢市场变化，介绍了国内高速钢生产概况及电炉冶炼和电渣重熔高速钢的优缺点，针对高速钢销售服务和选择应用过程中出现问题的指出：选择高速钢应重视生产供应商（品牌）的选择，并对改善高速钢品质和热处理提出建议。     

高速钢工具返修热处理萘状断口的消除及成因的研究——W_6Mo_5Cr_4V_2Al高速钢返修热处理的研究

通过对W_6Mo_5Cr_4V_2Al高速钢返修热处理的研究表明:在高速钢返修热处理过程中,要避免和消除“萘状断口”,需在第二次淬火前,在AC_1临界点的上、下限,即下限——“紧张平衡区”或上限——“松弛平衡区”两个区域的任一区域进行“予处理”;然后,采用“低温短时淬火工艺”进行处理。第二次淬火产生“萘状断口”的原因,是由于淬火加热过程中“微区域”能量不平衡所引起的晶粒异常长大的结果。另外,高速钢工具的使用效果,不但与其硬度、红硬性、碳化物含量等有关,而且,碳化物的形貌、状态,颗粒大小起着十分重要的作用。     

淬火高速钢重复加热转变中奥氏体的再结晶行为及萘状断口的形成和消除

本文主要论述了W_5Mo_5Gr_4V_2高速钢萘状断口的形成过程。试验证明,萘状断口粗大奥氏体晶粒的形成是一个由畸变能而不是晶界能驱动的,受二次加热时析出的弥散碳化物的“回溶”所控制的不均匀再结晶过程。进而我们研究出了一种预防和消除萘状断口的“稳定化处理”新工艺。实验证明,经45分钟的“稳定化处理”可以预防重复加热时萘状断口的形成。经分95钟的“稳定化处理”可以消除萘状断口。从而挽救了因萘状断口而报废的工具,并使抗弯强度和冲击韧性有不同程度的提高。     

低合金高性能高速钢的研究发展及其应用

本文概述了国内外替代通用高速钢使用的低合金高性能高速钢的发展和应用现状,合金化特点及与此相关的合金化理论和高速钢刀具磨损机理的新的研究成果。     

硅在高速钢中的使用原则及含硅高速钢的发展

阐述了硅在高速钢中的影响进规律和作用及使用原则，硅影响二次硬化的△Ｗ判据，分析了比较了硅、钴和铝高速钢中的不同作用，介绍了两种新型的含硅高速钢。     

淬火温度对添加B_4C的ASP30粉末冶金高速钢组织及力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备添加B_4C的全致密ASP30高速钢,样品在1 040℃到1 200℃范围内淬火,并且经过560℃三次回火,研究淬火温度对其力学性能及显微组织的影响。采用扫描电子显微镜、洛氏硬度计和材料力学性能测试机研究高速钢的组织和力学性能。结果表明:添加质量分数为0.025%B_4C的ASP30粉末冶金高速钢在1 160℃下烧结2 h后会形成月牙形液相碳化物,从而获得全致密的烧结组织。随淬火温度升高,显微组织中碳化物的数量明显减少,基体中合金元素固溶含量提高,基体晶粒长大,断口形貌呈准解理断裂但断口平整度下降。随淬火温度升高,钢的硬度提高,最高值达到69 HRC。抗弯强度、断裂韧性均下降,抗弯强度最高值达4 357MPa,断裂韧性最高值为48.6 MPa/m1/2。冲击韧性先升高后下降,在1 080℃最高为18.85 J/cm2。     

高速钢复合轧辊及其热处理

介绍了近10年来陆续发展起来的几种新的高速钢复合轧辊的制造方法及其应用情况;论述了高速钢复合轧辊外层及芯部材质以及复合界面的研究现状及发展趋势;并分析了其热处理工艺的进展状况。     

热加工变形和奥氏体化温度对高速钢显微组织和韧性的影响

叙述了采用不同方法生产的几种高速钢的抗弯强度测试结果，讨论了未溶碳化物的尺寸分布、以及热变形和奥氏体化温度对未溶碳化物尺寸和实验钢抗弯强度的影响。用扫描电镜分析断口确定了断裂引发缺陷，并测量了尺寸。依据抗弯强度的断裂力学模型讨论了试验结果，指出对于铸锭法生产的材料，断裂是由显微裂纹引起的，而显微裂纹又是亚临界裂纹在纵向带状碳化物堆积区扩展形成的；对于粉末法生产的材料，断裂由大颗粒碳化物或碳化物堆积引起。     

高速钢轧辊工作层材料的高温氧化行为

借助热重分析仪研究了高速钢轧辊工作层材料在500℃、650℃、800℃下于空气中的恒温氧化行为，得到了高速钢在不同温度下的恒温氧化动力学曲线。利用光学显微镜、X射线衍射分析仪、扫描电镜对高速钢的金相组织、恒温氧化产物及其形貌进行了分析，并对高速钢的氧化机理进行了分析。结果表明：高速钢试样在500℃恒温氧化2h，氧化速率缓慢；在650℃恒温氧化2h，氧化速率略有增大；在800℃恒温氧化2h，氧化速率剧增，并伴有明显的氧化膜开裂现象。氧化动力学曲线均为直线型。     

高速钢复合辊环离心铸造技术研究

高速钢具有硬度高和红硬性好等特点，适合于制造轧钢机辊环，普通离心铸造高速钢辊环工艺简单，操作方便，但辊环内孔硬度高，加工困难，而且合金用量大，成本高，研究了高速钢／球墨铸铁离心复合铸造辊环工艺，对影响复合层质量的因素进行了分析，金属浇注温度和浇注间隔时间是影响复合层质量的关键因素，严格控制离心铸造工艺参数和注注中加入助溶剂，得到了复合层结合良好的辊环，高速钢淬火温度高，降低内层力学性质，通过改进成分，获得的高速钢辊环铸态直接回火后，硬度达HRC64。     

Wq高速钢热处理工艺研究

通过试验确定了Ｗｑ高速钢的最佳热处理工艺；用力学分析手段研究了Ｗｑ高速钢的使用性能及加工性能，并在生产占得以验证。     

锡对W9Mo3Cr4V高速钢性能的影响

研究了锡对Ｗ９Ｍｏ３Ｃｒ４Ｖ高速钢性能的影响。试验结果表明，微量锡的存在，使高速钢的断面收缩率，伸长率及冲击韧性明显下降，而对其强度和硬度影响不大。通过ＳＥＭ和Ａｕｇｅｒ分析证明，锡在相界面和晶界面偏析，从而导致高速钢塑性和韧性的降低。     

高速钢碳化物偏析的研究现状

高速钢因其硬度高、红硬性好、耐磨性好等特点被广泛应用于大型装备制造的加工工具。然而在大截面的高速钢生产过程中，易产生碳化物偏析等问题，影响材料的力学性能和使用寿命。通过对模铸、连铸、电渣重熔、粉末冶金方法的比较与分析，探究影响碳化物偏析的因素，研究改善碳化物偏析的方法。研究表明，通过添加孕育剂、微合金元素、机械搅拌、电磁搅拌可以改善碳化物偏析；此外，通过对比分析发现，使用电渣重熔法生产高速钢可以经济有效地控制碳化物偏析，电渣重熔法已成为生产高速钢的主要方法。     

添加高速钢粉对烧结钢组织与性能的影响

研究了添加高速钢粉对烧结钢组织与性能的影响。实验结果表明，含２０％高速钢的烧结钢综合力学性能最好；添加高速钢粉能导致烧结钢密度减小的冲击韧性降低，当高速钢含量增中时，硬度随之增加，烧结钢中残余奥氏体和马氏体的含量与高速钢的含量呈线性关系。烧结钢中的马氏体显微硬度很高，它主要原高速钢粒子和原铁粒子的连接区域形成。