稀土在低合金易切削钢中的应用——20CrRES钢的研究

本文利用电子探针,Quantimet-720 自动图象分析仪及X 射线衍射等手段对稀土夹杂物的组成与形态进行了较为详细的观察和分析。结果表明,20Cr 钢中加入以 Ce为主的稀土元素改变了钢中夹杂物的组成及形态,从而大大提高了钢的切削加工性能,同时也保证了钢的机械性能及有关的工艺性能。在含 TiC 硬质合金刀具的表面上发现了稀土夹杂物的覆盖膜以及稀土夹杂物的包裹作用,这二者均为该钢易切化的重要机理。     

两种易切削钢的研究

对未知工艺的两种易切削钢进行研究。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定化学成分,通过金相显微镜观察其组织及夹杂物的形貌,使用扫描电镜分析其夹杂物,最后进行了力学及切削性能的测试。结果表明,两种钢均为低碳高硫易切削钢,其组织绝大部分为铁素体,夹杂物大多数为（Mn,Fe）S和硫化物包裹氧化物,少数为MnS;含碳量低、铁素体组织、长条状硫化物（夹杂物）是造成硬度低和切削性能差的主要原因。     

易切削钢连铸工艺开发

随着我国机械工业的迅速发展,易切削钢受到越来越多的关注。为了满足日益发展的机械工业和汽车工业对易切削钢产量和质量的要求,国内外各钢铁企业积极开展提高易切削钢质量的相关工作。通过对易切削钢钢种特性的研究,找出了影响易切削钢连铸工艺顺行的关键环节和影响连铸坯质量的主要因素,在立足于原有冶炼设备和轧制设备,不增加投资的情况下,成功开发了易切削钢连铸工艺。     

钙及钙硫复合易切削结构钢易切削机理探讨

本文在固定条件下研究了钙及钙硫复合易切削碳素结构钢的切削加工性。研究结果指出:含微量Ca、S的易切钢Y45CaS的切削加工性得到了改善,一般优于含Ca易切钢Y45Ca与基础钢45钢。适量添加Ca、S可提高刀具的寿命,改善加工表面光洁度,减小切削力与改善切屑的控制。借助扫描电子显微镜、微区能谱分析仪与电子探针观察了这些钢中的非金属夹杂物以及切削时刀具表面上所形成的附着层,并讨论了其特性。此氧化膜主要由CaO、Al_2O_3与SiO_2所组成。进而分析了切削含微量Ca、S易切削碳素结构钢的易切削机理。由此证实,切削Ca—S复合易切钢时切削加工性得以改善的机理,在于刀具前刀面上形成之附着层减小了刀具——工件材料的直接接触,从而减少了摩擦并防止了硬质合金刀具的热扩散磨损。     

X1215易切削钢连铸坯成分偏析的研究

采用化学分析和低倍酸浸实验方法研究了低碳高硫易切削钢连铸坯的C、Si、Mn、P、S的成分偏析特征并分析其形成原因.结果表明,连铸坯的C、Si、Mn、P、S的偏析度均在0.9～1.1之间,S、P元素存在中心负偏析,低倍酸浸实验检测发现连铸坯存在中心疏松.分析认为,中心疏松是导致中心元素负偏析的主要原因.     

定向凝固研究易切削钢中硫化物的生成行为

通过定向凝固实验研究了易切削钢中硫化物的生成过程,并建立了枝晶臂间距、硫化物的平均直径与凝固条件之间的关系.实验结果表明:随着温度梯度和拉速的增大,MnS的平均直径减小,数量增多;定向凝固过程中硫化物的完全析出温度大约在固相线温度下100℃左右,MnS形态的改变,主要受其组成元素的活度影响,即MnS形态的改变受其界面自由能的影响;对定向凝固实验中钢的枝晶臂间距、硫化物的平均直径与凝固条件的关系进行了拟合,拟合结果与前人研究结果相吻合.     

球状稀土夹杂物改善易切削钢切削性能机制的研究

通过自行设计的高温显微切削装置,在不同温度上对含有球状稀土硫化物夹杂的易切削钢进行了高温显微切削实验,观察到球状稀土硫化物夹杂在显微孔洞扩展过程中发生滚动。通过分析认为,在切屑形成过程中,球状夹杂物在显微孔洞中的滚动是改善易切削钢切削性能的重要因素之一。     

易切削钢中Ca含量与硫化物形态的定量研究

定量研究了易切削钢中硫化物的Ｃａ含量与硫化物形态的关系，探讨了Ｃａ使硫化物变质的机理。结果表明：随着硫化物中Ｃａ含量的增加硫化物的长度比下降，当Ｃａ含量大于０．７３％时硫化物基本上呈纺锤状。     

易切削钢的性能与金相组织的关系

本文是在调查国内外有关易切削钢的物理和力学性能基础上分析这类钢中与切削加工性密切相关的几个主要组织，确定易切削相Ｍｎｓ的作用和建立各主要组织的成分和粒度分布对刀具耐用度的关系式。为预测加工某批易切削钢的最佳切削速度提供参考。     

我院和大冶钢厂联合研制出高韧性易切削塑料模具钢

9月12日,我院金属材料教研室和大冶钢厂联合研制的高韧性易切削塑料模具钢(5NiSCa)通过国家鉴定。专家们认为:新钢种填补了我国复合系易切削塑料模具钢的空白,在国际上属独创,达到世界先进水平。 这种新钢种,已在全国三十多家厂矿企业的生产中试用,用于注塑模、胶木模、橡胶模、印刷线路板凹板及精密冷冲模等。生产试用表明,新钢种可锻性好,热处理简单,预硬后制模直接使用,提高了模具精度和光洁度,从而提高了塑料制品的表面质量,保证了制品精度,缩短了制模周期,减少了修模次数,提高了模具寿命,降低了成本,能代替进口模具。     

以锡代铅研制环保型易切削钢

以锡代铅研制了一种含锡的环保型易切削钢，并进行了切削及力学性能试验。结果表明，在含量小于0．05％(质量分数)时，锡能明显改善钢的易切削性能，未发现对钢的力学性能有不利的影响。     

易切削钢中夹杂物的纳米压痕表征

利用纳米压痕技术对钢中BN、MnS、Al2O3、TiN等夹杂物进行纳米压痕表征,详细讨论了BN夹杂物对钢的切削性能的改善作用,并分析了纳米压痕表征及宏观硬度测量的误差.研究表明:铸态BN夹杂物硬度低于MnS夹杂物,锻造态BN夹杂物硬度高于MnS夹杂物,三者均远低于钢基体;铸态与锻造态BN夹杂物均能在钢中起到应力集中源、润滑及包裹硬质点的作用,改善钢的切削性能;纳米压痕表征及宏观硬度测量均存在一定的误差.     

易切削钢中夹杂物及锡的形态

研制了一种新型含锡易切削钢.在锡含量小于0.05%(质量分数)时,钢材具有良好的易切削性能,其力学性能也达到了国家标准.在扫描电镜下观察了钢中夹杂物和断口的形貌,利用能谱分析了夹杂物的成分.结果表明,钢中的复合夹杂物主要由氧化物和Mns组成.多数呈球形或纺锤形,在断口及夹杂物的表面上锡明显偏析.     

Fe-20Mn-2.6Al-2.6Si钢拉伸变形机理研究

采用金相显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜研究了Fe-20Mn-2.6Al-2.6Si TRIP/TWIP钢在不同变形量下的微观组织变化.结果表明:在应变初期,主要是形成层错和位错;随应变的增大,γ奥氏体相逐渐减少,ε马氏体相和α马氏体相增多;在断裂阶段,主要组成相为α马氏体,即Fe-20Mn-2.6Al-2.6Si钢在拉伸变形过程中主要发生γ→ε→α或γ→α相变诱导塑性变形.金相组织表明:该钢变形量达到6.5%时,开始出现许多平直的条纹(通常称为形变孪晶);但高分辨透射电镜研究表明:不同程度变形后的微观组织都难以观察到形变孪晶,而那些金相组织和低倍透射电镜照片上的平直条纹往往是ε马氏体相,这进一步证实该钢的变形机制主要是TRIP效应.     

钙硫复合易切削钢的研究——1976年阶段总结

1976年度的研究工作主要在首都钢铁公司石钢钢研所进行,并有东北工学院73金相八名学员参加了研究工作,他们以此作为结业实践活动。 试验研究工作除大部分在石钢钢研所进行外,还在东北工学院金相实验室、刀具实验室进行了部分试验;此外研究工作还得到首钢轧钢厂、北京钢厂、冶金部钢铁研究院、金属研究所等单位以及各使用厂的积极支持,使工作得以按计划顺利进行。     

关于20MnVk钢矿用圆环链脆断问题的研究

本文对20MnVk钢矿用圆环链在离焊缝3～6mm处发生脆断的原因和脆硬相的本质以及消除其危害的方法进行了试验研究,对由于其它缺陷引起的断裂也提山了改进措施.     

20CrMnTi钢的热处理研究

通过预热处理后在不同淬火温度的下机械性能和组织的对比试验,得到最佳的性能组合,这些在工程应用中具有十分重要的意义。     

稀土易切削钢中稀土硫化物夹杂的性能与作用的研究

本文通过人工合成的Ce_2S_3和Ce_2O_2S夹杂物在室温到800℃范围内的高温显微硬度测试,并根据磨料与被磨损材料之间的相对硬度和磨料磨损程度的关系,详细讨论了稀土易切削钢中的Ce_2S_3和Ce_2O_2S夹杂对常用切削刀具磨料磨损的影响。结果表明,Ce_2S_3和Ce_2O_2S对切削刀具无明显的磨料磨损,故就此而言,优于钙易切削钢。     

氧含量对易切削钢中硫化物生成行为的影响

通过实验研究了氧含量对硫化物形态的影响.结果表明:随着氧含量的增加,MnS夹杂物的形态由Ⅱ类向Ⅰ类转变,其平均直径和面积分数增大,数量减少,长宽比减小.通过数学模型以及Fe-Mn-S和Fe-Mn-S-O体系的四元相图研究了氧含量对硫化物形态产生影响的机理.在氧质量分数高达0.022%时,凝固初期形成了大量的MnO系低熔点液态氧化物,促进了MnS的形成方式从共晶方式向偏晶方式转变,形成Ⅰ类MnS;氧质量分数在0.01%以下时,凝固初期形成的MnO系低熔点液态氧化物较少,大部分MnS是在凝固末期以共晶形式析出,形成Ⅱ类MnS.