Ti元素对H13模具钢中一次碳化物的影响

以H13热作模具钢为载体,研究了不同Ti元素添加量对钢中一次碳化物的影响.通过对比试样中一次碳化物的二维和三维特征,得出了合适的Ti元素质量分数.结果表明:一次碳化物在凝固过程中析出,首先析出Ti-V-rich碳化物,随后以Ti-V-rich碳化物为形核核心析出V-rich碳化物.Ti元素质量分数的增加提高了一次碳化物的析出温度,进而使得一次碳化物的三维尺寸增加.一次碳化物的二维特征和三维特征之间存在显著的差别,二维观察将显著地高估一次碳化物的数量密度、低估一次碳化物的尺寸.三维观察更能真实地反映一次碳化物的形貌以及变化规律.     

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。     

等温退火对W6Mo5Cr4V2高速钢碳化物堆积的影响

利用扫描电镜观察了不同退火工艺下钨钼系高速钢中碳化物的堆积状态,并用能谱仪分析了堆积处碳化物类型.结果表明,堆积处的碳化物类型为M6C;高速钢等温退火中的等温温度和保温时间选择不当是造成碳化物堆积的主要原因;对已产生碳化物堆积的钢材,可采用较低温度的二次退火工艺来消除碳化物堆积.     

含Hf和Ta新型镍基高温合金粉末中碳化物相

对含Hf和Ta新型镍基高温合金FGH98Ⅰ等离子旋转电极(PREP)雾化原始和不同温度下预热处理粉末中的碳化物相进行了研究.结果表明:原始粉末中MC′型碳化物可分为两类,一类为富Ti、Ta和Nb,另一类为含Ta、Hf和Zr.两类碳化物均含有一定量非碳化物形成元素Co和Ni及中等强碳化物形成元素Cr和Mo,并以块状、粒状分布于枝晶或胞晶间;随着预热处理温度升高,粉末中富Ti、Ta和Nb的MC′型碳化物转变为MC型碳化物,且其所含Ti、Ta和Nb的总量增大;含Ta、Hf和Zr的MC′型碳化物发生分解和转变,析出稳定的M23C6、M6C和MC型碳化物,M23C6碳化物的析出和溶解温度为950℃和1150℃,M23C6和M6C碳化物共存温度为1000～1100℃.另外,粉末中微量元素Hf和Ta主要以碳化物和γ′相参与碳化物反应.     

碳化物的种类和量对高硬度冷作模具钢切割加工性能的影响

研究了碳化物的种类和量对55HRC高硬度冷作模具钢切削加工性能的影响。所研究的碳化物的类型是大的一次碳化物和残余的小的碳化物Fe3C和M7C3。刀具寿命随着小碳化物量的增加而下降，但不取决于碳化物的类型。当一次碳化物大时，刀具寿命缩短，     

微量镁改善H13钢中碳化物的机理研究

H13热作模具钢属于中碳钢,钢中的Cr、Mo、V含量较高,因此钢在凝固过程中这些碳化物形成元素会偏聚析出大量的网状碳化物,经过热处理也很难完全消除,从而降低了钢的性能。实验室条件下研究了向H13钢中加入不同含量的镁对钢中碳化物的影响。结果表明:微量的镁能够改善H13钢中碳化物的形状和分布,使碳化物由粗大的网状转变成细小的短条状,经过镁处理后,碳化物呈细小均匀地分布在钢中。当加入0.004%的镁时,对碳化物的改质效果最好。镁在晶界处的偏聚是改善碳化物分布的主要原因,通过理论分析发现,在钢凝固冷却的过程中镁元素在晶界处的偏聚程度较高,从而阻碍了碳化物的生长,达到细化碳化物的目的。     

氮对AHPV10钢奥氏体中VC析出动力学的影响

以材料热力学及动力学为基础,以Fe-V-C-N四元系为研究对象,对比研究了1 130℃恒温条件下,碳化物VC及V(Cy,N1-y)在奥氏体中从形核、长大到熟化的连续过程.各元素在碳化物-基体界面处达到局部平衡,根据基体成分以及每个碳化物的大小分别计算出生长速度.当碳化物生长进入熟化阶段,在Gibbs-Thomson效应作用下,小颗粒开始回溶,大颗粒继续长大,表现为总颗粒数量减少,平均半径变大.结果表明氮主要参与碳化物的形核过程,并强烈促进碳化物的形核,使更多的细小碳化物生成,在熟化阶段,通过降低温度的方式可以抑制细小碳化物的回溶,从而达到最终细化碳化物的目的.     

高碳铬不锈轴承钢孪晶碳化物研究

研究了高碳铬不锈轴承钢“孪晶碳化物”（直线状和链状碳化物）的影响因素及形成原因,结果表明：加热温度达到1140℃,退火后开始出现沿晶界分布的链状碳化物;加热温度≥1160℃,退火后出现大量直线状和链状两种形态的碳化物。材料从高温直接冷却时,温度≥1080℃并且冷却速度≤80℃／h可能析出链状碳化物,并且温度越高冷却速度越慢析出的可能性就越大。直线状碳化物形成原因为：材料加热温度过高．晶粒长大的过程中晶界迁移时偶然发生堆垛错误形成了生长孪晶,在随后的退火过程中碳化物向奥氏体挛晶界面沉淀而形成,是真正意义上的孪晶碳化物。链状碳化物是由于材料过热或者局部过热,在随后冷却过程中碳化物沿奥氏体晶界析出而形成的,本质上是一种网状碳化物。     

高速钢中的碳化物缺陷

 大量碳化物的存在是高速钢组织的重要特征,也是影响高速钢质量和性能的关键因素。碳化物颗粒细小、形状规则和分布均匀的钢其质量和性能都好。但是,钢中的碳化物并不都这样理想,往往存在缺陷。根据对W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V和W2Mo9Cr4VCo8等钢中碳化物的研究结果,分析了高速钢中常见的几种缺陷：①碳化物分布不均匀;②颗粒尺寸粗大,形状不规则,多为角状等;③碳化物微裂纹;④碳化物粘连等;⑤二次碳化物稀少。另外,还分析了以上碳化物缺陷产生的原因和危害性,并指出了减少缺陷应采取的措施。     

M2高速钢大尺寸碳化物的形貌特征及析出机理

主要研究成品及锻造后M2高速钢碳化物种类和析出机理,为大尺寸碳化物控制提供理论依据。采用扫描电镜和能谱仪观测成品及锻造后M2高速钢中碳化物形貌、成分和分布;采用Thermo-Calc热力学软件计算M2高速钢的平衡析出相和Scheil凝固过程。结果表明,成品M2高速钢棒材中大尺寸碳化物网状分布包括MC、M6C、M2C碳化物及其复合碳化物;锻造后高速钢中出现带状碳化物和粗大碳化物堆积现象。平衡条件下,MC和M6C碳化物的析出温度分别为1 294和1 288℃,高于1 220℃奥氏体化温度;Scheil凝固时,MC、M6C和M2C碳化物依次析出。采用热处理及锻造难以消除M2高速钢中大尺寸碳化物,控制钢液凝固过程中碳化物的析出有重要意义。     

热变形工艺对100Cr6轴承钢线材网状碳化物的影响

利用热膨胀仪、热模拟试验机、金相显微镜、场发射扫描电镜等测定了100Cr6轴承钢的CCT曲线,试验研究了热压缩及控轧控冷对网状碳化物析出行为的影响。结果表明：第二道次压缩温度从850℃降低至700℃时,奥氏体再结晶细化向未再结晶转变,二次碳化物逐步由晶界封闭网状向半封闭条状、短杆状再向沿拉长的奥氏体晶界链状转变,750～800℃内变形碳化物细小、分散;Φ10 mm 100Cr6线材采用910℃降至770℃温度控轧+快速冷却工艺,其热轧态、球化退火及淬回火后碳化物分布均匀性逐步提升,奥氏体晶粒由8.0级细化至10.0级,晶界碳化物由封闭网状向断续条状转变,平均厚度从0.54μm降低至0.11μm,网状级别由3.0级占比33%降低至≤2.0级占比100%,可缩短球化退火时间及提高轴承的疲劳寿命。     

Co对原位合成WC-6Co复合粉末制备 高性能硬质合金的影响

将原位合成的WC-6Co复合粉末添加到300 L、转速50 Hz滚动球磨中湿磨,添加Co粉、晶粒长大抑制剂、石蜡、酒精,湿磨48 h,卸料、过孔径45 μm筛,采用闭式压力喷雾干燥塔制备得到WC-7Co~WC-15Co混合料粉末,对制备混合料粉末形貌、粒度分布、物相、成分进行分析,结果表明:添加Co粉配成WC-Co混合料,当混合料的Co质量分数超过10%,团聚现象明显增强,团聚颗粒明显增大;随着添加Co粉质量分数增加,混合料中氧质量分数增高,松装密度不断减小.将制备得到的WC-7Co~WC-15Co混合料掺成型剂,挤压成型,低压烧结等工序制备超细YG7X~YG15X硬质合金.研究添加不同Co质量分数WC-6Co复合粉末制备YG7X~YG15X超细硬质合金,Co对制备硬质合金的金相组织、形貌、物理力学性能的影响,结果表明:随着添加Co质量分数增加,制备的超细硬质合金硬度、密度不断降低,抗弯强度和断裂韧性先增大、后减小;制备的超细YG7X硬质合金的硬度最高HV₃₀为2 150,抗弯强度最低为3 200 MPa;制备YG10超细硬质合金的抗弯强度最高为4 950 MPa,断裂韧性最高为11.8 MPa·m1/2.      

高氮不锈轴承钢中的碳氮化物对力学性能的影响

 440C等高碳马氏体轴承钢中由于存在大量粗大的共晶碳化物,降低其耐蚀性和疲劳性能,影响了其广泛应用。40Cr15Mo2VN作为一种新型高氮不锈轴承钢,通过降低碳含量,增加氮含量和微合金化来改善其性能。氮的加入一方面析出细小弥散的氮化物,强化了基体;另一方面改善了钢中析出的碳化物的形态、尺寸和分布,使其由原来的带状和网状连续分布变为近圆形颗粒,最大碳化物尺寸由原来的70μm以上减小到小于18μm,弥散分布,从而使Rm达到2000MPa以上,ReL达到1700MPa以上,有些超过1800MPa,表面硬度≥585(HRC),U型缺口冲击功保持在8J以上,并具有优异的耐蚀性和疲劳性能,满足轴承钢的服役要求。     

二氧化碳气氛中高碳锰铁固态脱碳的工艺研究

热力学计算表明了在二氧化碳气氛下高碳锰铁固态脱碳的可行性。实验采用正交试验法来分析各因素影响程度的大小。高碳锰铁颗粒表面与CO_2发生固-气反应,颗粒内部锰的氧化物与其碳化物发生固-固反应进行脱碳。结果表明:固体颗粒度是脱碳的主要影响因素,增大目数,升高温度,减小换气间隔能促进脱碳反应进行。试验中最低含碳量可达0.025%。     

Comparison of Microstructures and Mechanical Properties for Solid and Mesh Cobalt-Base Alloy Prototypes Fabricated by Electron Beam Melting

The microstructures and mechanical behavior of simple, as-fabricated, solid geometries (with a density of 8.4 g/cm³), as-fabricated and fabricated and annealed femoral (knee) prototypes, and reticulated mesh components (with a density of 1.5 g/cm³) all produced by additive manufacturing (AM) using electron beam melting (EBM) of Co-26Cr-6Mo-0.2C powder are examined and compared in this study. Microstructures and microstructural issues are examined by optical metallography (OM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), energy-dispersive X-ray spectrometry (EDS), and X-ray diffraction (XRD), while mechanical properties included selective specimen tensile testing and Vickers microindentation hardness (HV) and Rockwell C-scale hardness (HRC) measurements. Orthogonal (X-Y) melt scanning of the electron beam during AM produced unique, orthogonal and related Cr₂₃C₆ carbide (precipitate) arrays (a controlled microstructural architecture) with dimensions of ~2 μm in the build plane perpendicular to the build direction, while connected carbide columns were formed in the vertical plane, parallel to the build direction, with microindentation hardnesses ranging from 4.4 to 5.9 GPa, corresponding to a yield stress and ultimate tensile strength (UTS) of 0.51 and 1.45 GPa with elongations ranging from 1.9 to 5.3 pct. Annealing produced an equiaxed fcc grain structure with some grain boundary carbides, frequent annealing twins, and often a high density of intrinsic {111} stacking faults within the grains. The reticulated mesh strut microstructure consisted of dense carbide arrays producing an average microindentation hardness of 6.2 GPa or roughly 25 pct higher than the fully dense components.     

Composition dependence of mechanical properties of diamond segments

This research is devoted to studying the mechanical characteristics of diamond-drilling-tool matrix. The infiltration method at a temperature of 1100–1150°C for 15 min in hydrogen medium was used for making model diamond-containing and diamond-free samples of 24 × 7 × 8 mm matrices of two types differing in content of nickel and fused tungsten carbide, namely WC-Co-Cu (1) and WC-Co-Cu-Ni + cast tungsten carbide (2). A8K160 (500/400 μm), AC50 (500/400 μm), and SDB1125 (30/40 mesh, i.e., 600/425 μm) diamonds were used as diamond-filling materials with a concentration of 9 vol % in the matrix. The bending strength, hardness, density, porosity, and abrasive resistance of drilling tool matrix samples are measured. It is found that WC-Co-Cu-Ni matrix samples have higher hardness and abrasive resistance when compared with WC-Co-Cu, which is explained by the occurrence of nickel and solid particles of tungsten carbide solids in them. The introduction of diamonds in the matrices results in a substantial increase in their hardness (by 8–10 HRC units), which distorts the hardness measured data of matrices in the diamond layer of drill crowns.     

高温退火和添加Si对仿M10铁基烧结合金显微组织的影响

在一种仿M10粉末冶金铁基烧结合金显微组织中出现了针状碳化物,通过高温退火和添加Si元素的方式研究了针状碳化物的演变特征.采用X射线衍射和能谱分析确认了这是一种M2C型碳化物.结果表明：M2C是一种稳定性较高的亚稳相,高温退火时Mo、Cr、V元素向基体内扩散使M2C可以断裂、球化和分解.提高退火温度能加快针状碳化物形貌和结构的转变.Si元素可进入更稳定的M6C型碳化物中,抑制M2C的形成,显微组织中针状和块状碳化物共存.     

硬质合金回收研究进展及发展趋势

硬质合金的使用量逐年快速增长,生产上废弃的硬质合金渐渐受到重视.改进废旧硬质合金的二次回收工艺,对资源的保护和可持续发展的意义重大.回收硬质合金的研究主要围绕节能环保、工艺简洁、回收效率和回收质量等方面展开.文中综述了国内外关于回收废旧硬质合金碳化钨和钴的研究目的,主要方法及其基本原理、应用工艺条件和综合回收效果.指出物理处理和化学处理冶金方法相结合、机械破碎和高温热处理相结合的方法对废旧硬质合金具有很好的综合回收效果,是当前研究的主要方向.最后对硬质合金回收的未来发展进行展望.     

国内外凿岩用球齿合金的现状、前景与发展趋势

本文叙述了凿岩用球齿合金的选择原则,国内外凿岩用球齿合金的现状(包括牌号、齿型)、前景及发展趋势,指出了不同牌号、不同齿型合金所适用的地层,为合理选择凿岩用球齿合金提供了技术依据。     

SiC复相陶瓷的强化增韧趋势

SiC陶瓷因其具有优良的性能而广泛应用于军事和民用领域.但陶瓷固有的脆性严重影响了其作为结构材料的应用潜力,因此sic陶瓷的强化增韧成为了近年来研究的热点.综述了siC基复相陶瓷的几种主要强化增韧方式,讨论了其强化增韧机制.采用纳米颗粒、晶须协同强化增韧和特殊技术制备纳米复相陶瓷将是提高SiC基陶瓷性能的有效途径.