磁场淬火处理对硬质合金组织和性能的影响

采用X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、金相(OM)、横向断裂强度、维氏硬度以及矫顽磁力测试等分析手段,研究YG6(WC-6%Co)及YN6(WC-6%Ni)合金在磁场淬火处理后的性能变化规律。研究的条件为:样品在(1 100±5)℃下保温20~25 min,在脉冲磁场强度2 T下淬火15 min后再(500±5)℃回火3 h;此外对YG6合金进行常规淬火比较。研究结果表明:磁场淬火可使YG6合金维氏硬度提高3%、横向断裂强度提高18%、冲击韧性提高24%、矫顽磁力提高25%;而YN6合金横向断裂强度提高5.9%,冲击韧性提高6.9%,维氏硬度和矫顽磁力无明显变化。磁场淬火使钴基硬质合金的黏结相中α-Co含量提高,W和C在黏结相中的固溶度增加,WC晶粒棱角趋于圆滑;同时,磁场引起钴基硬质合金中WC晶粒出现锯齿状形貌并偏转为有序方向排列,是合金性能改善的主要原因。     

硬质合金热处理和钴粘结相的转变温度

本工作证实WC-Co系硬质合金通过热处理可以提高其抗弯强度。所增加的抗弯强度决定于合金中钴的含量,钴含量越高的合金,其抗弯强度的增加重也就越多。主要是由于淬火热处理抑制了高温稳定的面心立方钴相转变成密排六方钴相。 本实验还采用差热分析仪测定了WC—Co系合金在加热过程中,密排六方钴相转变成面心立方钴相的相变温度。发现其相变温度随合金中钴含量的增加而升高,如YG8是742℃,YG15是770℃,YG20是821℃,这是由于高钴合金的粘结相在升温过程中有较高的钨含量。 本实验中还发现,烧结后低钴硬质合金要高于高钴硬质合金的粘结相中的钨含量,因为低钴硬质合金的烧结温度通常是高于高钴硬质合金,一般说来烧结温度越高,则粘结相中的钨含量也就越高,但当烧结态硬质合金再一次加热时,其钴结相中的钨含量要增加。所以淬火后高钴硬质合金的粘结相中的钨含量甚至比低钴硬质合金的粘结相中的还要高,这就是为什么钴粘结相由密度六方转变成面心立方的温度随硬质合金中钴含量的增加而提高。     

热处理YT14硬质合金微观结构与性能的关系

用XRD分析了YT14硬质合金在常规烧结态和不同淬火温度的热处理态下粘结相的相组成以及WC相和(Ti,W)C固溶体相的微观应力,用EDX技术测定了Co粘结相成份,用TEM大量观察了合金的显微结构。结果表明,淬火处理使W、Ti原于在粘结相中的平均浓度增加,从而改善了粘结相的相组成;部分结晶较完整又有较大尺寸的WC晶粒边缘出现滑移台阶,降低了WC晶粒间的邻接度,减少了粘结相的平均自由程;回火处理降低了WC相和(Ti,W)C相的微观应力,使合金的性能进一步提高。     

碳化钨钢结硬质合金GJW50的微观组织分析

本文研究了碳化钨钢结硬质合金GJW50的微观组织。在电镜下观察到硬质相WC晶粒边界的溶解迹相和晶粒内的位错以及不同热处理状态钢基体的组织形态;通过x-射线物相分析结果表明,退火态合金的主要相是WC、α-Fe、M_3C和M_6C型复合碳化物;淬火高温回火态的主要相是WC、α-Fe和M_6C型复合碳化物;用扫描电镜和电子探针微区相成份分析结果证明,硬质相WC晶粒有局部溶解于钢基体,并发现GJW50合金组织中存在有“贫铁”和“富铁”两种类型的硬质相。     

热－力循环对热处理硬质合金钴相结构的影响

用Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００动态应力应变／热模拟试验机对ＷＣ－２０％Ｃｏ（质量分数）热处理硬质合金进行热－力循环实验，借助ＸＲＤ技术分析计算了合金中钴粘结相的相组成，并在ＳＥＭ下观察了合金的微观组织，结果表明：合金经热－力循环后，钴相中面心β－Ｃｏ含量降低，密排六方ａ－Ｃｏ含量相应升高；热处理合金钴相中面心钻相对体积百分含量下降的程度低于常规烧结合金。热处理硬质合金制品使用寿命的提高与合金中钴相相结构动态变化程度有关。     

铁镍代钴新型硬质合金的组织和性能

研究了热处理对粘结剂质量分数为１０％的ＷＣ－（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）合金组织和性能的影响，结果表明：淬火－回火过程中，硬质相ＷＣ的形态、大小和分布基本上没有变化，但粘结相的结构有变化；烧结态粘结相为马氏体和少量残留奥氏体组成；淬火处理使烧结态合金中的残留奥氏体量减小；淬火后回火，粘结相中出现逆转变回火奥氏体；随回火温度升高，逆转变回火奥氏体增加。文中还讨论了烧结态粘结相中马氏体的形成和逆转变回火奥氏体产生的原因，以及不同回火处理态合金中逆转变回火奥氏体与合金性能的关系。     

不同热处理工艺下H13钢组织性能的变化

文章通过热处理工艺参数的变化研究了H13钢组织结构及力学性能的变化规律.试验结果表明,H13钢经过1050℃淬火、600℃2次回火后获得良好的力学性能,伸长率达到7.55%左右,抗拉强度达到1340 MPa;淬火温度高于1080℃后,奥氏体晶粒明显长大,淬火冷却后晶粒不均匀;回火次数2次最佳.     

Mo含量对WC-8(Fe-Co-Ni)硬质合金组织和性能的影响

采用传统粉末冶金生产工艺制备WC-8(Fe-Co-Ni)硬质合金,研究了粘结相中不同Mo添加量对铁镍代钴硬质合金显微组织和性能的影响。利用OM、SEM观察合金的显微组织和断口形貌,利用显微硬度计、万能试验机及分析天平分析了粘结相中不同Mo添加量对合金硬度、抗弯强度和相对密度的影响。结果表明:Mo含量的添加可以降低WC在液相中的溶解度,起到细化合金晶粒的作用,合金硬度得到明显的提升;由于Mo的固溶强化作用,改善了合金的抗弯强度;当Mo的添加量增大到5%时,WC-8(Fe-Co-Ni)硬质合金的综合性能最好。     

化学复合镀RE-Ni-Mo-P-WC合金组织结构及性能研究

研究了化学复合镀RE-Ni-Mo-P-WC合金的结构和性能。发现加入稀土元素能使镀层表面的晶粒急剧细化,分散性大大加强,镀层结构由非晶态转化为晶态结构,镀层的耐蚀性略有下降,硬度随WC浓度增加而增加。钼酸钠浓度为0.05g/L并经过200℃热处理后,显微硬度增大。氧化膜的质量随温度的升高逐渐增加,但在600℃以下氧化温度对镀层增重不明显。     

亚温淬火及回火工艺对E550级船板钢组织和性能的影响

以E550级超高强度船板钢为研究对象,采用SEM,TEM分析和力学性能测试等手段,研究了亚温淬火时宽回火温度范围内微观组织和力学性能的演变规律.研究结果表明,试验钢在820℃淬火后由板条马氏体和18.8%体积分数的准多边形铁素体组成.随回火温度升高,马氏体板条逐渐分解转变为回火屈氏体和回火索氏体,其中Fe_3C由薄片状转变为球状,并不断粗化;铁素体板条的位错密度下降,最终再结晶成为等轴晶粒.上述变化导致材料强度下降,伸长率和低温韧性提高.试验钢经820℃淬火和440~600℃的宽温度范围回火后具有优异的强韧性,力学性能与调质处理(930℃淬火和600~670℃回火)的试验钢相当,可显著节省热处理工艺成本.     

YG20C硬质合金的烧结直接淬火热处理

研究了烧结直接淬火热处理对ＹＧ２０Ｃ硬质合金的组织、结构和物理机械性能的影响．结果表明，ＷＣ硬质相邻接度值降低，Ｗ原子在Ｃｏ粘结相中的含量增多，以及部分地抑制了面心立方钴向密排六方钴转变，上述变化主要是由烧结合金直接淬火处理而引起的．这种热处理使合金抗弯强度提高２０％左右，使用寿命增加１倍以上，但导致合金的热扩散率略有下降．     

添加氧化镧WC-11Co-2.1TaC硬质合金的组织及性能

硬质合金的晶粒度和组织均匀性是制约其性能的关键因素。为了细化晶粒,改善组织,提高合金性能,采用粉末碳化、冷压烧结技术,以W、Co、Ta为原料,La_2O_3为添加剂,制备WC-11Co-2.1Ta C硬质合金,研究添加La_2O_3对硬质合金组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.2%~0.4%La_2O_3可抑制WC-11Co-2.1Ta C硬质合金组织WC晶粒聚集生长,使组织均匀,WC相邻接度减小,WC/Co接触面积增大,提高抗弯强度;当La_2O_3添加量增加到0.6%时,合金组织偏聚,WC晶粒严重聚集生长,WC相邻接度增大,提高了硬质合金抵抗显微金刚石压头的刻入能力,增大了显微硬度。     

钒微合金化中锰钢组织与性能研究

对一种钒微合金化低碳中锰钢进行了轧制及热处理实验,对其组织与性能进行了研究,通过选取合理的热处理工艺,获得了良好的强韧性指标.结果表明:热轧态中锰钢的屈服强度在700MPa以上,-40℃的冲击功为67J,当淬火温度和回火温度分别为900℃和600℃时,实验钢的屈服强度在650 MPa以上,-40℃的冲击功为275J,具有良好的强韧性指标.热处理态实验钢的组织为回火马氏体,组织细化有利于提高实验钢的低温冲击功,当淬火温度为900℃时,在回火过程中可析出大量20nm以下的二元相VC,其析出强化量在150 MPa以上.     

锰-铝-碳永磁合金的磁性与组织

研究了锰67.61～73.58％,碳0.51～0.96％范围内的锰—铝—碳永磁合金的磁性、显微组织和亚稳态铁磁性τ相的稳定性。从高温平衡态ε相控速冷却或淬火随后回火均能获得τ相,但控速冷却样品的磁性能低。由于碳的作用,使ε相转变减缓,ε相区下移,临界温度降低80℃～100℃。τ相的稳定性随锰、碳含量而变化,在合适的含C量范围内,随Mn含量增加,τ相稳定性降低;淬火样品在不同温度加热60分钟,组成为71.76％Mn0.96％C的样品700℃τ相开始分解;组成为72.48％Mn0.7％C的样品600℃τ相开始分解。     

GH864合金组织特征对裂纹扩展速率的影响

利用光学显微镜、场发射扫描电镜等手段,研究了GH864合金三种轧制态组织经热处理后的演变过程,分析了热处理后不同组织对室温冲击韧性及高温650℃裂纹扩展速率的影响.结果表明,GH864合金由初始轧制态组织经标准热处理后（1020℃,4h/空冷→845℃,4h/空冷→760℃,16h/空冷）获得的晶粒组织,其晶粒组织演变具有明显的一致性,而合金的晶界碳化物分布及基体γ＇强化相没有明显差别,其分布状态及尺寸大小基本一致.热处理后的晶粒尺寸越大,抗裂纹扩展能力越好,合金的室温冲击韧性越低;热处理后形成的项链状组织,对合金冲击韧性及裂纹扩展速率有较好的影响.     

20MnVB钢亚温淬火研究

本文研究亚温淬火低温回火后强韧化效果,并与完全淬火低温回火态相对比.试验结果表明:20MnVB钢经亚温淬火低温回火处理,在不牺牲强度同时,显著地提高韧性.本文分析了强韧化机理.认为低碳(合金)钢进行亚温淬火低温回火处理是一种具有实用意义的强韧化工艺.并推荐了最佳热处理工艺规范.     

WCoB金属陶瓷的制备及其性能研究

以WC、TiB2、Co粉末为原料,采用真空液相反应烧结技术制备WCoB金属陶瓷,并利用XRD、SEM和EDS对其微观形貌及相组成进行了表征。结果表明,WCoB金属陶瓷由WCoB、W2CoB2、TiC、Co2B和TiB2等相组成,其硬度为HRA84.4～92.2,合金密度为9.3～10.2g/cm3。随着钴含量的增加,烧结后WCoB金属陶瓷的合金密度和硬度值均有所下降,较高的烧结温度有利于晶粒细化。磨损试验发现WCoB金属陶瓷的耐磨性优于YG8硬质合金。     

水冷铜模铸造Fe_3Al金属间化合物的组织和力学性能

采用中频感应炉熔炼、水冷铜模冷却的方法制备Fe3A1合金.利用X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜及力学性能测试对铸态及热处理后合金的组织、力学性能和冲击断裂行为进行研究.结果表明:合金的铸态组织为等轴晶,晶粒尺寸大小不均;合金经1 000℃、15 h均匀化退火+炉冷+600℃、1 h中温回火+油淬热处理后,晶界得到细化,晶内和晶界上析出弥散分布的第二相,晶粒尺寸明显长大;热处理后合金的σb提高73 MPa,硬度由铸态时的22.3 HRC提高到了26.2 HRC,但合金的冲击韧性有所下降;铸态时合金的断裂方式主要以沿晶断裂为主,热处理后合金断口呈沿晶+穿晶的混合型断裂特征.     

WC晶粒度不同的双层硬质合金中的梯度结构

以晶粒度不同的2种WC粉末为原料,制备双层硬质合金试样.研究结果表明:在试样的层界面附近,出现过渡显微组织,其WC晶粒度、硬度呈现梯度分布,细晶层一侧的WC晶粒粗化,Co相平均自由程增大,硬度下降;粗晶层一侧的硬度上升;合金两侧的WC颗粒均处于非平衡状态.液相烧结时,界面两侧都有从外界吸入液态钴相以便使WC颗粒达到平衡状态的趋势,由于溶解-析出机制的作用,细晶侧的WC颗粒溶解后通过界面在粗晶侧的WC颗粒上析出,从而使粗晶侧的WC长大并达到平衡状态;与粗晶侧的WC相比,细晶侧的WC颗粒处于更加不稳定的状态,因此,粗晶侧的液态钴相流向细晶侧,使细晶侧的WC骨架发生重组而达到稳定状态.     

热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响

为了提高矿用链轮耐磨性,延长其使用寿命,选取电渣离心铸造40CrNiMoA合金链轮件作为母材,研究热处理工艺对40CrNiMoA合金组织和力学性能的影响。采用正交试验法,研究不同热处理工艺对合金显微硬度、摩擦磨损及拉伸强度等力学性能的影响,并将测试结果进行极差分析和综合加权评分计算,得出最优热处理工艺参数,最后进行试验验证。结果表明,正交试验法得到的最优热处理工艺为880℃淬火0.5 h, 600℃高温回火2 h,样品热处理后的组织主要为回火索氏体,维氏硬度为364 HV,抗拉强度为1 166 MPa,磨损率为0.427×10^-4 mm³/(N·m);验证试验结果与正交试验分析结果相近,且热处理后的样品性能可达到使用要求。研究结果可为矿用链轮件热处理工艺提供理论依据,对有效解决链轮耐磨性和使用寿命问题具有参考价值。