双辊铸轧高速钢薄带退火时碳化物的球化机理

在实验室新建的水平式双辊铸轧机上进行了W9高速钢薄带的铸轧实验研究,得到了主要工艺参数对铸带显微组织分布的影响规律,给出了实验室条件下W9高速工具钢薄带铸轧工艺参数的最佳变化范围·研究了铸轧对高速钢薄带的组织及碳化物形态的影响,铸轧高速钢显微组织主要由马氏体、残余奥氏体及共晶碳化物组成,不存在鱼骨状莱氏体组织,薄带内的残余奥氏体的质量分数仅为10%左右·碳化物以片层状M2C型为主,呈断续网状分布在晶界上,而M6C型的鱼骨状碳化物很少·铸轧高速钢薄带的退火组织主要为索氏体组织和碳化物·碳化物球化的机理在于铸轧改善了共晶碳化物球化的动力学条件,使碳化物层片明显细化,有利于碳化物的球化,同时铸轧有利...     

加热温度对高速钢铸轧薄带中共晶碳化物形态的影响

研究了退火加热温度对高速钢双辊铸轧薄带中共晶碳化物形态的影响·试验结果表明,随着加热温度的提高,铸轧薄带中的网状共晶碳化物陆续熔断,粒状碳化物逐渐增多·当加热温度达到950℃后,铸轧薄带中的网状共晶碳化物基本上被粒状碳化物所取代·用汤普森弗瑞锥其(ThompsonFriedrich)方程,对试验结果进行了分析,并得出共晶碳化物层片间距的减小为高速钢铸轧薄带中的共晶碳化物的熔断和球化提供了条件·     

添加铬合金化和复合变质处理对白口铸铁组织性能的影响

在熔炼过程中通过对熔体进行复合变质处理,制备普通白口铸铁和含铬白口铸铁试样及其在相同铸造条件下的变质试样;对试样进行金相显微组织观察、碳化物定量分析和宏观硬度测量,研究添加铬合金化和复合变质处理对普通白口铸铁碳化物类型、形态、分布和性能的影响。研究结果表明,铸铁铬含量较低时,碳化物类型为(Fe,Cr)3C或(Fe,Cr)3C (Cr,Fe)7C3,呈粗大网状结构;经复合变质处理后,碳化物变得孤立、分散,网状结构被消除;随着铬含量增加,碳化物全部转变为(Cr,Fe)7C3,共晶团中碳化物呈菊花状分布,并在共晶团心部附近出现近似六方形的块状(Cr,Fe)7C3碳化物;经复合变质处理后,共晶碳化物变的细小分散、分布均匀,菊花状形态消失,但六方形(Cr,Fe)7C3碳化物仍然存在;白口铸铁经复合变质处理后,其洛氏(HRC)硬度比变质前有明显提高。     

硅对热处理态M2高速钢中共晶碳化物的影响

通过电渣重熔制备不同硅含量的M2高速钢铸锭(硅质量分数分别为0.3%,0.8%,1.6%和2.4%),采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）的方法研究了硅对热处理态M2高速钢中共晶碳化物的影响。研究结果表明,退火态高速钢铸锭中共晶碳化物呈连续或半连续网状分布于枝晶间,随着硅含量的增加,共晶碳化物从片层状M2C变为鱼骨状M6C。在1 165 ℃保温2.5 h的热处理过程中,片层状M2C碳化物分解为MC和M6C碳化物,在后续变形中破碎为细小的碳化物颗粒。0.8%S     

3Cr14不锈钢表面激光熔覆S390粉末高速钢涂层的组织及回火转变特征

采用同轴送粉激光熔覆技术在3Cr14不锈钢基体上熔覆一层3mm厚的S390粉末高速钢涂层,并对熔覆后的试样进行560℃×1h×3次回火热处理.分析了熔覆层热处理前后的微观组织与析出相以及熔覆层硬度的变化规律及压痕情况.结果表明:S390熔覆层组织为淬火马氏体+残余奥氏体+黑色组织+共晶莱氏体+网状碳化物,有少量的颗粒状M_3C型碳化物在晶内析出,晶界网状碳化物以VC、V_2C为主;熔合线处形成10μm的平面晶区,然后由细晶区、柱状晶区,向熔覆层中部的等轴晶过渡;回火后,部分网状碳化物被打断,M_3C型碳化物大量回熔,有细小颗粒状的富V元素的MC、M_2C类型碳化物在晶内析出;热处理后熔覆层显微硬度提高约200HV,洛氏硬度压痕周围发现明显塑性变形区,熔覆层脆性得以改善.     

喷射成形M3型高速钢碳化物组织特征与加热过程演化

采用常规铸造和喷射成形工艺分别制备了M3型高速钢铸坯和沉积坯.利用扫描电子显微镜、X射线能谱和X射线衍射等分析方法对冷却速度对合金的显微组织的影响,加热温度对M3高速钢中M2C共晶碳化物分解行为的影响,以及热加工变形后铸态和沉积态组织的变化进行了研究.结果表明:铸态合金含有粗大的一次枝晶和M2C共晶碳化物,而喷射成形沉积坯主要为等轴晶且碳化物细小均匀;冷却速度的提高极大地抑制了碳化物的析出和晶粒长大;加热温度的提高有利于M2C共晶碳化物分解,过高的温度使得分解后的M6C长大,不利于合金性能的提高;沉积坯经恰当的预热处理和热变形可以获得理想的变形组织.     

双辊薄带连铸铸辊材质及水冷结构分析

比较了不同成分铜合金的高温表面强度、抗拉强度,模拟冷却孔数量对热传导和温度场的影响规律.选用铬锆铜合金制成了双辊薄带连铸铸辊,在相同的工艺条件下分别采用合金钢铸辊和铬锆铜合金铸辊进行了高速钢双辊薄带连铸实验.结果表明:铬锆铜质铸辊的冷却能力较合金钢质铸辊提高60%,铜辊铸带中心层质量提高,裂纹减少;铜辊铸带的奥氏体晶粒度较钢辊铸带提高一级,凝固过程中析出的共晶碳化物也以颗粒状和鸡爪状为主,没有发现钢辊铸带中存在的半网状共晶碳化物.     

低合金白口铸铁的稀土变质机理及新工艺

本研究首先实验肯定了抗磨低合金白口铸铁可以通过稀土变质处理使M_3C型碳化物成为板块状及断开分布,从而明显地提高了它们的韧性及抗磨性。 稀土变质剂在白口铸铁结晶过程中的作用经试验确认为:(1)形成硫氧化物有利于初生奥氏体在熔体中各处形核,及在固液界面富集造成成份过冷区使奥氏体枝晶轴次发达。两昔均有利于将共晶碳化物隔断;(2)促使共晶转变温度降低,则有利于离异共晶的增长,而扩大共晶转变温度范围;则有利于共晶结晶的体积形核;最后稀土在增长的共晶碳化物上选择吸附则对获得板块状碳化物有利。 以上述的稀土变质机理假说为依据,试验开发了采用综合孕育剂及综合变质剂的两步变质处理的新工艺,在采用较少的稀土变质剂用量时,仍可获得较高韧性的白口铸铁。     

喷射成形含铌 M3型高速钢的组织和耐磨性

采用喷射成形技术制备了 M3型高速钢和以 Nb 替代 V 的 M3型高速钢。利用扫描电镜、X 射线衍射、差示扫描量热仪和金相显微镜研究了 Nb 对 M3型高速钢组织的影响。喷射成形能有效消除宏观偏析,细化组织。以 Nb 代 V,提高了 MC 型碳化物开始析出温度,大量 MC 相先于共晶反应析出,呈独立的近球形分布于晶界,同时其尺寸减小。由于消耗大量 C,抑制了共晶反应,M2 C 片层数量减少且厚度变薄,其在热变形过程中更易于分解,进一步增加了组织均匀性。低温低载荷时含铌的 M3型高速钢抗磨损性能显著优于 M3高速钢,温度升高到500℃时磨损机制逐渐以氧化磨损为主,两合金的抗磨损性能差距减小,主要原因是大量呈弥散球形分布的含铌 MC 型碳化物能有效提高高速钢的磨粒磨损抗性,而其对抗氧化性能并无明显作用。     

显微组织对无限冷硬铸铁轧辊热疲劳性能的影响

文章介绍在无限冷硬铸铁轧辊上切取板状热疲劳试样,在自制的热疲劳试验机上进行了冷热循环实验,研究了显微组织对无限冷硬铸铁热疲劳裂纹萌生及扩展的影响.结果表明,热疲劳裂纹在石墨尖端处、珠光体基体及共晶碳化物中萌生;热疲劳裂纹主要在钢基体与共晶莱氏体界面处、钢基体内扩展及穿越共晶碳化物.     

半固态过共晶高铬铸铁的冲击及磨损性能研究

通过倾斜冷却体法制备了组织中初生碳化物明显细化的半固态过共晶高铬铸铁,其冲击韧性值较常规过共晶高铬铸铁试样提高了大约1倍以上;以常规亚共晶高铬铸铁为标样进行三体磨料磨损试验,结果表明半固态过共晶高铬铸铁与常规过共晶高铬铸铁的相对耐磨性分别比亚共晶高铬铸铁提高了32%和49%.对半固态过共晶高铬铸铁试样的微观分析表明,组织中存在大量的缩松,这对于半固态高铬铸铁韧性、硬度及耐磨性的提高产生了不利的影响,减少或消除缩松对于进一步提高半固态过共晶高铬铸铁的性能具有重要意义.     

稀土元素对含铬白口铸铁中共晶碳化物生长的影响

文中研制了一套高温度梯度的区域熔化定向凝固装置,能在工业用共晶成份的含铬白口铸铁试样中,得到平整的液—固界面;并由于在液态保持的时间较短,故可保留稀土变质处理的效果.使用这种装置研究了低铬(4%Cr)白口铸铁和高铬(20%Cr)白口铸铁中共晶碳化物的生长,以及稀土元素的存在对其造成的影响.在低铬白口铸铁中,随着稀土元素的加入,使共晶凝固时的领先相由基本上是碳化物变为基本上是奥氏体,并由于生长过程中,奥氏体在碳化物前端相互搭桥,使许多板状碳化物转变成板条状和杆状,稀土元素含量愈高,转变的份额愈多;高铬铸铁的共晶凝固与低铬铸铁不同,即使在不含稀土元素的情况下,亦主要是奥氏体为领先相,加入稀土元素对共晶生长时的领先相及碳化物的形貌没有明显的影响.     

抗磨耐热堆焊焊条的研究

采用H08A作焊芯,通过焊条药皮过渡W、Cr及V等合金元素,研究出具有优良抗磨耐热性能的堆焊焊条,并对稀土镁复合变质剂的作用进行分析与讨论。研究表明,在焊条药皮中加入适量的稀土镁复合变质剂,焊态下能使高速钢W18Cr4V堆焊金属中的共晶碳化物由连续网状及粗大骨骼状转变成孤立细小的不规则块状,从而大幅度提高冲击韧性及抗磨性。     

15Cr系亚共晶高铬铸铁的烧结制备与性能研究

研究了15Cr系亚共晶高铬铸铁超固相线液相烧结的制备工艺,利用光学显微镜和扫描电镜对合金的微观组织及冲击试样断口进行了观察和分析,探讨了烧结温度对高铬铸铁组织和力学性能的影响;并采用计算机定量分析金相组织,确定了组织与性能的相关性.研究结果表明,超固相线液相烧结制备的15Cr系亚共晶高铬铸铁相对致密度达99%以上.与普通铸造高铬铸铁相比,烧结制品碳化物外形圆润,呈短杆状均匀分布.随烧结温度的升高,基体晶粒和碳化物逐渐长大,合金力学性能呈现先升后降的规律;1 210℃×1.5 h烧结制品的冲击韧性和抗弯强度达到最大值11.3 J/cm2和2 506.8 MPa.试样的冲击断裂为准解理断裂机制,韧性较普通铸造试样大幅提高.烧结温度主要通过影响试样组织中碳化物数量、分布、形态以及尺寸,来影响合金力学性能.碳化物体积分数是影响高铬铸铁硬度的主要因素.     

抽锭电渣重熔大截面高速钢过程的碳化物偏析控制

采用抽锭式双极串联电渣重熔工艺并对抽出结晶器的钢锭进行二次气雾冷却的方法实现高速钢的快速凝固,以期实现对大截面高速钢碳化物偏析的控制;通过钨粉检测熔池结构、评估高速钢碳化物质量等手段研究该工艺对碳化物偏析的改善效果;通过数值模拟分析二次气雾冷却对电渣重熔过程温度场的影响。研究结果表明:双极串联式抽锭电渣二次气雾冷却方法可以明显降低电渣重熔过程的熔池深度,减小金属熔池的结晶角;有效地减小高速钢碳化物的不均匀度和碳化物颗粒度,在相同锻压工艺条件下的碳化物合格率明显提高。     

铌对喷射成形M3∶2型高速钢组织和性能的影响

采用喷射成形工艺制备了含铌和不含铌M3∶2型高速钢,然后进行锻造加工.利用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪等研究了铌对喷射成形M3∶2型高速钢组织和性能的影响.铌的加入细化了沉积态的组织,减小了M2C共晶碳化物尺寸,而对M2C的成分影响不明显.沉积态中MC碳化物的数量随铌含量提高而增多,且其成分变化显著.铌的加入可以提高喷射成形M3∶2型高速钢的抗回火软化性和二次硬化能力.但是,当铌质量分数为1%时,组织中形成数量较多且难以破碎的以铌为主的块状MC碳化物,导致钢的弯曲强度和冲击韧性下降.铌质量分数为0.5%的喷射成形M3∶2型高速钢可以获得最佳的硬度、弯曲强度和冲击韧性.     

铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为研究

为研究铬系白口铸铁在腐蚀介质中的相间腐蚀机理及铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为,配制了３种典型铬系白口铸铁,应用改进了的提取相表面富集法制备了碳化物试样,测定了共晶碳化物的腐蚀速度及其电化学行为。试验结果表明：铬系白口铸铁中共晶碳化物的极化曲线既没有活化区,也没有过钝化区,一直处于自钝化状态;Ｍ７Ｃ３型碳化物比Ｍ３Ｃ型碳化物更耐蚀,更稳定。     

过共晶超高铬铸铁合金的组织与性能

研究了过共晶超高铬铸铁的组织和热处理工艺对其性能的影响,过共晶超高铬铸铁的铸态组织由初生碳化物M7C3 共晶(M7C3 M23C6) 马氏体 残余奥氏体组成,其中初生碳化物(M7C3)为六方形长秆状.在1050℃淬火的条件下,低温回火时,材料的硬度、冲击韧性的变化不大,回火温度提高到450℃后,材料的硬度显著升高,相应的冲击韧性下降;回火温度继续上升,材料的硬度下降,冲击韧性升高.     

碳化物的位向及尺寸对高铬铸铁耐磨性的影响

本文对成分为3.56%C及16.2%Cr的共晶高铬铸铁采用定向凝固的方法,获得了碳化物呈不同粗细的纤维状定向排列的试样。对它们进行了湿砂橡胶轮磨损、三体磨损、冲蚀磨损及冲击韧性试验,并以砂型铸造的试样作为对比。结果表明:在碳化物数量、碳化物类型及基体组织均保持恒定的条件下,碳化物垂直于磨损面定向排列时,耐磨性最高,尤其是在软磨料低角度冲蚀磨损的情况下,其耐磨性比砂型铸造试样的高156%。至于碳化物的粗细与耐磨性的关系与磨损条件有关,并不都是碳化物愈细耐磨性愈好。当碳化物纤维尺寸相同时,冲击方向与纤维相平行时的冲击韧性与砂型铸造的十分接近。     

稀土对激光重熔合金化层组织与性能的影响

本文研究了加稀土与不加稀土的FeBSi非晶粉末涂层经激光重熔后的组织与性能。结果发现,两者相比,前者合金化层的硬度和耐磨性均比后者提高一倍左右。显微组织分析表明,加入稀土的激光重熔合金化层有马氏体相变发生,其组织为奥氏体及部分马氏体枝晶,碳化物、合金化合物与奥氏体及马氏体枝晶,碳化物、合金化合物与奥氏体及马氏体共晶组成。层内晶粒细小,共晶化合物多,形态规整、分布均匀。未加稀土的激光重熔合金化层中没有马氏体相变发生,其组织为奥氏体枝晶和枝晶间的枝杈状、锯齿状碳化物和合金化合物等共晶组成,层内晶粒粗大,共晶化合物大小不等且分布不均。