超硬高速钢的平衡碳问题

本文研究了一种新型无钴超硬高速钢在马氏体成份和二次硬化之间的关系。采用“马氏体碳饱和度”(A~M=C_s~M/C_p~M,C_s~M—马氏体含碳量,C_p~M—马氏体中合金元素在回火时形成二次硬化碳化物所需碳量)作为描述马氏体中合金元素和碳(M—C)配比关系的参数。得出,①A~M和二次硬度有相当严格的依从关系。在通常的成分范围内,与某个合金元素或其总体比较,它对硬度的影响更大些。②当马氏体成分符合W_2C、Mo_2、V_4C_3及Cr_7C_3原子比时,获得最高的二次硬度—HRC69左右。 讨论了G、Steven平衡碳计算式。为解决某些合金化的定量问题,建议采用“钢的碳饱和度”(A=C_s/C_p)表征高速钢中M—C配比。C_s为钢的实际碳量,而C_p按Steven计算式。高速钢的成份可通过实验测定A值来决定。A值还可用于冶炼成份的控制以及淬火温度的选择等。     

超硬高速钢二次硬度的碳饱和度判别法

碳饱和度A=C_S/C_P。C_S—钢中碳含量;C_P—碳参量,它正比于碳化物形成元素含量,由G.Steven式确定。本文确定了在碳饱和度(A)—淬火温度(T淬)—二次硬度(HRC回)三者之间的关系,从而证明,①用A作为成份参数来判别钢的二次硬化能力是可行的,②A值还可用于对具体成份(炉号)为达到某硬度选择合适的淬火温度。还根据上述原则研究了几种合金元素对W12、Mo3、Cr4、V3钢系二次硬化性能的影响,并讨论了高速钢中常用元素的互换性问题。     

超硬高速钢W12Mo3Cr4V3N的生产实用性

大量的生产实践证明 ,新型材料W 12Mo3Cr4V3N钢可用来制造机械加工中要求寿命高的工具 ,加工HRC4 0～ 5 0的淬硬 (低温回火 )钢及奥氏体钢等难削金属。也可用于制作要求高寿命的冷作模具。因成份的波动 ,在实际生产中此钢的淬火温度选定较为困难。根据“平衡碳”计算法 ,提出了表征实际碳满足“平衡”值程度的参数“碳饱和度” (A) ,通过实验确定了A作为一个M -C配比的定量参数对钢的二次硬度和淬火温度的影响 ,应用这一结果解决了为获得高的、稳定的二次硬度对不同炉号的钢选定淬火温度的问题。     

提高3Gr_2W_8V钢压铸模寿命的热处理工艺

在对3Gr_2W_8V 钢铝合金压铸模失效分析的基础上,测定了不同热处理工艺下硬度,断裂韧性 K_(1c)和冲击韧性α_k,认为 K_(1c)值低是模具开裂失效的主要原因。试验结果表明,提高淬火加热温度可使该钢的回火稳定性,回火后硬度,二次硬化效应,断裂韧性得到改善和提高。指出了能够提高3Gr_2W_8V 钢压铸模寿命的新工艺为:调质处理后于1220℃高温加热淬火,650℃回火二次。     

工具材料的高温硬度

6种工业用合金工具钢及7种WC-Co烧结合金维氏硬度(H)与温度(T)关系的研究表明,经淬火—回火二次硬化处理的工具钢,在回火温度以下,可逆软化与温度呈线性关系,且各高速钢可逆软化系数很接近;提出了计算高速钢500℃以下硬度的简易公式。高于回火温度时,工具钢H—T关系复杂化,但直到700℃,影响高温硬度的主要因素仍然是热处理(二次硬化)达到的室温硬度。WC-Co烧结合金的硬度在800℃以下和温度呈线性关系,当Co≤20％时,与钴含量也呈显著的线性关系;提出了由室温硬度或钴含量(3％—20％)计算800℃以下硬度的简易公式。     

低铬高速工具钢的研究(一)

本项研究工作的目的在于探索在高速工具钢中降低含铬量的可能性。新钢种的化学成份以P9钢的为基础。对P9加锰(至约1.5％)钢、P9減铬(至1～3％)加钼(约1％)钢及P9減铬(至1～2％)加锰(至约1.5％)钢等3种类型7种成份的钢种进行了热处理后的硬度、红热硬性、切削性能及金相观察等研究。研究结果指出,这些高速工具钢在经合适的热处理后其硬度值与P9钢经热处理后的硬度值相差无幾。P9钢中加锰或澸铬加锰后对钢的红热硬性影响不大,而減铬加钼后使钢在600℃的红热硬性增高。从金相观察中发现,加钼或加锰的P9型高速钢中含铬量降低时,加热时钢中出现莱氏体的温度升高了,这样就在热处理时有可能用较高的淬火温度。根据瑞车切削试验的初步结果发现,P9澸铬加钼的钢及P9加锰的钢,在采用了合适的热处理规程后,其切削性能超过标准的P9钢,等于或超过标准的P18钢。P9澸铬加锰的钢,其切削能力与标准P9钢相当。     

耐冲击工具钢5Cr8MoVSi热处理过程中组织结构的变化

对5Cr8MoVSi钢热处理工艺研究表明，经840℃退火，碳化物类型以M23C6为主，并有少量的MC和M7C3.淬火组织中剩余碳化物以MC和M7C3为主，M23C6型碳化物在淬火加热时大部分溶解．该钢随淬火加热温度升高，淬火马氏体由板条状和针状马氏体混合组织过渡到以板条状马氏体为主．在沉淀硬化的回火温度(485℃)下，淬火针状马氏体仍显示出原马氏体针；而淬火板条状马氏体的板条状方向性几乎被完全切断，显微组织呈均匀化．该钢在1000～1050℃淬火时，残余奥氏体量为10．7％～12．3％，经485℃一次回火时，残余奥氏体量减少不大，因此，应进行二次或三次回火．淬回火HRC硬度最高为58～60．     

16Cr3NiWMoVNbE渗碳淬火组织与 热物理力学性能的数值模拟

基于JMatPro软件,模拟计算了4种不同含碳量的16Cr3NiWMoVNbE钢的渗碳淬火组织演变,研究分析了合金的平衡相组成,热物理、力学性能参数,连续转变曲线(CCT)以及Jominy淬透性曲线.研究结果表明,随着碳含量逐渐增加至0.76%,合金A1和A3温度降低715.97和760.00℃,而淬火组织中的渗碳体含量增多至4.67%,合金淬火末端的抗拉强度、屈服强度与洛氏硬度分别强化为2 350.12 MPa,2 193.62 MPa,61.87,这3种力学性能在距离淬火端面4~9 cm有最大降幅.合金中铁素体(F)、珠光体(P)、贝氏体(B)、马氏体(M)的转变温度均随着碳含量的增加分别从850.0,779.4,469.2,361.9℃降至727.4,760.4,431.4,193.9℃.     

27SiMn钢“零保温”淬火状态下的组织与性能

本文研究了“零保温”淬火状态下,27SiMn钢的显微组织和力学性能。实验表明,在880℃～910℃范围内,随着温度升高,强、硬度随温度的升高而增加;高于910℃后,随温度的升高,强、硬度逐步下降。在910℃左右淬火,钢的力学性能最好。同时,淬火温度高于880℃,27SiMn钢“零保温”淬火强度、硬度优于传统保温淬火,其原因与奥氏体晶粒的细化和奥氏体中碳浓度分布不均匀有关。     

热处理工艺对H13钢微观组织的影响

首先对H13进行了高温正火+球化退火的预备热处理,获得碳化物分布均匀、球化率高于95%的退火组织.进而对退火组织进行了淬火+回火最终热处理,研究了淬火温度对H13钢组织和硬度的影响.随着淬火温度的提高,溶解的合金碳化物增多,溶解的合金碳化物使基体中的碳含量和合金含量增多,淬火组织硬度得到了提高,大颗粒碳化物熔解为细小的碳化物,当淬火温度为1 100℃,保温1.5h,合金碳化物几乎全部溶解.对淬火组织进行了二次回火,回火使淬火过程中熔解的碳化物又重新弥散析出,且随着淬火温度的提高,回火硬度提高,碳化物更加细小,分布得更均匀.     

3Cr_2W_8V钢软氮化后中频淬火复合处理

本文探讨了3Cr_(2w8v)钢经气体软氮化再中频感应加热淬火的组织和性能。试验表明复合热处理的试样截面硬度较高,硬度梯度平缓,与正常淬火、软氮化及中频淬火相比具有较高的耐磨性和抗回火稳定性。软氮化后中频淬火是提高3Cr_(w8v)钢抗回火稳定性和耐磨性的一种可行途径。     

冷挤压模具钢65Cr4W3Mo2VNb的试验研究

本文介绍了一种新型的冷挤压模县钢65Cr4W3Mo2VNb。这种钢的碳及合金元素含量较低,碱化物不均匀性得到改善,在获得高强度的同时并兼有高的冲击韧性。 这种钢的锻造和热处理工艺简便。淬火温度范围较宽,回火后具有二次硬度,并有较高的热稳定性,可以进行气体软氮化。 生产实践表明,这种钢用于制造冷挤凸模,基本上克服了高速钢凸模容易折断和碎裂的现象,使用寿命稳定,并有显著提高。 新钢种作为冷挤压模具用钢,既节约了合金元素,降低了成本,又提高了模具寿命,具有推广价值。     

中碳合金钢亚温淬火的铁素体量对接触疲劳寿命的影响

本文研究了42CrMo、45CrMnMo二种钢亚温淬火时,亚温淬火温度与未溶铁素体和先共析铁素体量及硬度的关系,测定了铁素体含量对接触疲劳寿命的影响.试验发现,亚温淬火含有铁素体时,接触疲劳寿命比不含铁素体的完全淬火的要好,随铁素体含量增加,接触疲劳性能不断提高,对于42CrMo钢,铁素体含量达到约10%,45CrMnMo达到约8%时,接触疲劳性能为最佳.     

高耐磨冷模具钢120Cr4W2MoV的试验小结

前言 目前国内外最常用的耐磨性高的冷模具钢是高碳高铬钢,其中含有12％左右的铬和1.2～2.35％的碳,有时加入少量其他元素如Mo、W、V等。我国常用的这类钢为Cr12MoV。每年的使用量很大。 Cr12MoV钢具有较高的淬透性、变形较小。这种钢既可以得到一次硬度、又可以得到二次硬度。较低的温度淬火和低温回火时,得到一次硬度,此时硬度较高,但回火稳定性不足。高温淬火和高温回火可以得到二次硬度,有较高的回火稳定性,但大量的残余奥氏体不易消除。这类钢中含有较多的共晶碳化物,这些共晶碳化物在钢中的分布是很不均匀的,热压力加工后,这些碳化物呈带状分布使钢具有明显的各向异性,碳化物不均匀性标号高的钢,其横向强度比纵向低30～40％,而塑性低1/2～2/3。各向异性还使钢的变形难于控制,这类钢中含有大量的铬,不适合我国资源条件。因此很需要研究出更经济的少铬的性能更好的高耐磨微变形钢来全面代替高碳高铬钢。     

热处理对新型高速钢W_4Mo_2Cr_4VSi_2RE组织和性能的影响

由于W、Mo、V等元素价格昂贵、资源紧缺,开发高性能低成本高速钢具有重要意义.利用高速钢合金化原理,通过添加高含量Si（2wt%）和RE,开发了新型低合金高速钢W4Mo2Cr4VSi2RE,其合金含量（W＋Mo＋V）比通用型高速钢M2低40%.研究了热处理工艺对该钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,1170℃以下淬火,该钢组织均匀,晶粒度为10级以上 但在1170～1190℃温度区间淬火,容易产生混晶,从而降低其韧性.通过提高坯料退火温度,缩短退火保温时间,发现在1170℃以上淬火可避免混晶.回火工艺研究表明,该钢二次硬化峰值温度为540℃.采用合理的热处理工艺,该钢的硬度、红硬性及冲击韧性可达到M2的水平.     

3Cr2W8v钢超细化的研究

通过快速加热循环淬火法对3 Cr 2 W8V钢进行了一系列相变超细化的试验,证明该钢经900～1100℃快速加热循环淬火2次以上即有明显细化晶粒的效果,可使其热轧退火态下的11级晶粒度细化到14级以上;其中通过1000℃快速加热2～3次可使晶粒度细化到15级以上.在快速加热循环淬火之前,增加一次1100～1160℃的固溶处理,还可使钢中的碳化物进一步得到细化.但固溶处理的温度接近或超过1200℃时,则会引起钢的晶粒显著粗化,而对随后的循环淬火组织产生遗传性.经过2次快速加热循环淬火,而后再经正常淬火回火后,钢的强度极限可有显著提高,而冲击韧性毫不降低.     

NiGrMoV钢回火处理时沉淀行为及对机械性能的影响

研究了高强低碳 NiCrMoV 钢淬火后回火温度对显微组织和机械性能的影响,着重分析碳化物的析出规律及对强度的影响,并对此钢提出了最佳热处理制度。试验表明,最佳热处理制度为淬火温度 930—940℃,回火温度 500—600℃。碳化物的形态、种类、分布主要取决于回火温度。450℃ 以下回火,主要为杆状M_3C 型碳化物和少量等轴状Cr_7C_3 沉淀;550℃ 以上回火,主要为杆状或球状 M_3C、等轴状 Cr_7C_3 和针状 Mo_2C。550℃ 回火时产生二次硬化。     

Al对淬回火H11钢力学性能和碳化物的影响

研究了Al质量分数为0.77％及不含Al的H11钢在不同淬回火处理工艺下的硬度和冲击功的变化规律,并对两种钢原始退火态、1060℃淬火、1060℃淬火+510℃回火、1060℃淬火+560℃回火和1060℃淬火+600℃回火处理后的试样进行碳化物萃取,同时借助扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了Al对H11钢中碳化物形态及类型的影响.结果表明:(1)Al能提高H11钢的冲击韧性和回火硬度,但会使淬火硬度有所降低.(2)Al可以促进H11钢淬火过程中碳化物的溶解和元素的均匀分布.(3)Al会阻碍H11钢回火过程中碳化物的析出和聚集,这种作用在560℃以下回火时更加显著.(4)Al可以使H11钢回火时的(Fe,Cr)2C、MoC、Cr7C3类碳化物更加稳定,抑制(Fe,Cr)3C、Mo2C和Cr23C6类碳化物的析出,这是因为Al可以阻碍H11钢中碳及合金元素在回火过程中的聚集.     

9Cr5MoV钢的磁性分析与深冷处理

采用SLX-80深冷处理系统对9Cr5MoV钢进行冷处理,采用综合物理测试系统的振动样品磁强计选件(PPMS-VSM)测试样品的室温磁性。钢在930℃淬火态、-80℃和-120℃冷处理态,样品中残余奥氏体含量分别为13.5%,11.7%和10.1%,深冷处理(-120℃)较冷处理(-80℃)能更有效地减少钢中残余奥氏体。950℃淬火态钢测得最大硬度值(65HRC),淬火后-120℃深冷处理可使钢的硬度值提高至66HRC。950℃淬火再140℃低温回火后,-120℃深冷处理可使钢的硬度提高约1HRC。     

W6Mo5Cr4V2高速钢刀具真空渗碳的组织与性能研究

本文对表面碳量为１．１７－１．５８％的渗层组织与性能进行了探讨。试验结果表 明：真空渗碳的 Ｍ２＊＊高速钢，获得最佳二次硬化效应所对应的碳量是个区间，渗层 中淬火碳化物的类型及成份变化与冶炼的高碳高速钢不尽相同，渗层淬火碳化物的分 布和形态得以明显的改善，渗层淬火基体的 Ｗ．Ｍｏ，Ｖ合金含量比心部增高，最高回 火硬度可达ＨＲＣ６８－６９，６００℃红硬性为ＨＲＣ６５－６６，冲击值与Ｍ２高速钢常 规处理的相当。真空渗碳指形铣刀实际铣削考核，使用寿命比常规处理的Ｍ２铣刀有 成倍提高。