热处理工艺对高钒高速钢组织与滚动磨损性能的影响

研究了20种热处理工艺对高钒高速钢的硬度、冲击韧性、残余奥氏体量与滚动磨损性能的影响,并利用SEM对其显微组织进行了分析,筛选出了适合滚动磨损的热处理工艺。研究结果表明:淬火温度升高,其残余奥氏体量升高;回火温度升高,其残余奥氏体量减少。淬火温度为900～1 000℃时,回火温度对耐磨性的影响不大;1 050～1 100℃淬火,450～550℃回火时,滚动磨损性能大幅度提高。以滚动耐磨性为评价指标,综合考虑热处理工艺对力学性能、滚动耐磨性、设备损耗及生产成本的影响,最适宜的热处理工艺为:淬火加热温度1 050℃,回火温度450～550℃。     

Fe-B-C耐磨合金冲击磨料磨损的研究

为揭示Fe-B-C耐磨合金冲击磨料磨损的本质，讨论了冲击磨料磨损的特点；分析了该材料在冲击磨料磨损工况下的磨损机理。结果表明，Fe-C-B耐磨合金的磨损机理主要为微观切削和多次塑变磨损。为合金的进一步研究提出了努力的方向。     

高碳硼钢凝固组织研究

利用光学显徽镜、扫描电镜、X射线分析仅和透射电镜,研究了硼(B)含量在0.1%～1.0%和碳(C)含量0.6%～0.8%的铸造高硼钢的凝固组织.结果表明,高硼钢的凝固组织由FeB、铁素体、珠光体和板条马氏体及贝氏体组成,硼碳化物呈网状沿晶界分布.     

高碳硼钢的组织和性能研究

借助光学显微镜、扫描电镜、X射线分析仪和透射电镜等手段,研究了硼(B)含量在0.1%～1.0%和碳(C)含量0.6%～0.8%的铸造高碳硼钢的凝固和热处理组织.结果表明,铸造高碳硼钢的凝固组织由FeB、铁素体、珠光体和马氏体及贝氏体组成,硼碳化物呈网状沿晶界分布.在900℃以上长时间的高温热处理,FeB全部转变成Fe2B,硬度达56 HRC,冲击韧度达7 J/cm2.     

残余奥氏体量对高钒高速钢滚动磨损性能的影响

对不同热处理下的高钒高速钢,采用X射线衍射仪测量其残余奥氏体量,利用滚动磨损试验机测量其耐磨性,分析了残余奥氏体量对其力学性能及滚动磨损性能的影响。研究结果表明：高钒高速钢成分为3.04C,8．80V,3．87Cr,2．98Mo时,热处理对基体的显微组织的影响主要表现为马氏体和残余奥氏体的相对变化量上;残余奥氏体量增加,其滚动耐磨性升高,并呈开口向上的二次曲线关系,但耐磨性数据波动范围明显加大;残余奥氏体量与硬度呈开口向下的二次曲线关系,与冲击韧性近似呈直线关系。在本试验条件下,综合考虑残余奥氏体量对其滚动耐磨性、耐磨性数据波动范围及力学性能的影响,残余奥氏体量以45％～55％（体积分数）为宜,其相应的淬火温度为950～1050℃,回火温度为450～550℃。     

外冷铁设计图形化用户界面研究

针对外冷铁设计计算繁琐、易出错和一线铸造工艺员劳动强度大的问题,开发了设计外冷铁的人机交互图形化用户界面,其可独立于开发软件MATLAB运行。经算例验证,通过人机交互图形化用户界面,可快速地计算出外冷铁的质量、工作表面积和厚度。能够缩短铸造工艺的制定时间,降低一线工艺员的劳动强度,提高铸造生产效率。     

热处理工艺对高钒高速钢滚动磨损性能的影响

通过改变高钒高速钢淬火、回火加热温度,研究了热处理工艺对其硬度、冲击韧度及滚动磨损性能的影响。利用SEM对其显微组织进行分析,筛选出合适的热处理工艺。研究结果表明：热处理工艺对碳化物的形态、分布影响不大,对基体中的残余奥氏体量与耐磨性的影响较大。淬火温度升高,高钒高速钢的残余奥氏体量逐渐升高;回火温度升高,其残余奥氏体量逐渐减少。淬火温度在900～1000℃时,回火温度对其耐磨性影响较小;淬火温度在1050～1100℃时,450～550℃回火,滚动磨损性能提高较大。以滚动耐磨性为评价指标,综合考虑热处理工艺对力学性能、滚动耐磨性、设备损耗及生产成本的影响,最适宜的热处理工艺为：淬火加热温度1050℃,回火温度450～550℃。     

变质高碳硼钢的冲击磨料磨损行为研究

对高碳硼钢进行稀土变质处理,在MLD-10动载磨料磨损试验机上研究了变质高碳硼钢的冲击磨料磨损性能,并与高铬铸铁(Cr26)进行了比较.结果表明,适量稀土元素的加入,能有效提高高碳硼钢的耐磨性和冲击韧度;冲击功为2.0 J时,变质高碳硼钢的耐磨性不如高铬铸铁,冲击功为2.5 J时,变质高碳硼钢的耐磨性相当于高铬铸铁(Cr26);在磨损过程中,高碳硼钢的冲击磨损机制主要是塑性变形及疲劳剥落,切削所占的比例较小.     

减轻渗硼层脆性的措施

综合分析了硼化物层的系列致脆因素,提出了若干减脆措施.添加镍、过渡族元素和稀土元素能够有效地降低渗硼层的本质脆性.依靠钢的精选、工艺材料的净化、多元渗硼及后续热处理工艺参数的优化等也可减小脆性.其中多元渗硼、激光重熔技术和自蔓延高温渗硼共晶化效果最为显著.