我校五项成果荣获国家教委科技进奖步

1989年度国家教委科技进步奖评审工作已经结束,我校的“高韧性易切削塑料模具钢(5NiSCa)的研究”等5项科研成果分别荣获一等,二等奖。获奖项目如下:1.高韧性易切削塑料模具钢(5NiSCa)的研究一等奖(机二系)     

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。     

微量元素钙在预硬型塑料模具钢中的行为及作用

对微量元素钙在硫钙复合系预硬型塑料模具钢5CrNiMnMoVSCa(简称5NiSCa)中的行为和作用进行了研究.结果表明,钙可使硫化物变质,促进硫化物纺锤化,其纺锤化的程度和Ca/S有密切关系;钙也可使氧化物变质,即使其成为夹心硫化物的夹心和易切削相.钙的这种变质行为能较大幅度地提高5NiSCa钢在预硬态(HRC35～45)下的切削加工性和等向性能,有效地克服单一硫系预硬型塑模钢的弱点.     

非调质塑料模具钢的机械加工性能

研究了非调质塑料模具的机械加工性能，通过切削加工性能对比实验证实，该塑料模具钢的可切削加工性能优于经调质处理的４５号钢及Ｐ２０塑料模具钢，并通过磨削、抛光性能实验证明该钢具有良好的磨、抛性能，经一般的磨削的抛光加工其粗糙度分别达到Ｒａ〈０．０３μｍ和Ｒａ〈０．００６μｍ。分析了Ｓ系，Ｓ－ＲＥ系以及Ｓ－Ｃａ－ＲＥ系钢的易切削相，探讨了易切削机理。     

我校三项成果荣获一九九一年度国家级科技奖励

1991年度国家级科技奖励项目评审揭晓,经专家严格评审,我校负责完成的“单根光纤耦合输人输出行波半导体激光放大器”、“高韧性易切削塑料模具”.“针板式万瓦横流CO_2激光器”等三项科技成果获奖.     

1215硫系易切削钢转炉-连铸生产的工艺开发

本文介绍了1215硫系易切削钢在沙钢40t转炉-LF-5流方坯连铸机工艺路线上的成功生产,同时指出其中还存在的问题及改进方向。     

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。     

非调质塑料模具钢的组织与性能

研究了非调质塑料模具钢的组织与性能，此钢种无需经过任何热处理，只经锻、轧后空冷就能达到较好的强韧性，利用光学显微镜、电子显微镜以及电子探针等观察与分析了显微组织特征，微合金析出相以及易切削相，研究了它们对性能的影响，并得出最佳的成分与性能。     

圆珠笔头用环保超易切削不锈钢的组织与性能

通过复合添加易切削元素S、Bi和Te,开发了一种圆珠笔头用新型无铅环保超易切削不锈钢,并对材料的组织和性能与同类进口材料进行了对比分析。结果表明,新研发钢中易切削相有MnS、Bi、MnTe及其所形成的复合夹杂物,夹杂物的种类、分布及力学性能与同类进口材料相似。经实际测试,该钢具有良好的切削加工性和书写使用性能,可以替代同类进口材料。     

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.     

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。     

浙江省先进钢铁材料工程技术研究中心

浙江省先进钢铁材料工程技术研究中心依托杭州钢铁集团公司建设，主任由郭昭桥高级工程师担任，主要研究方向是：（1）低成本非调质钢研究开发；（2）高级工具钢、模具钢研究开发；（3）环保高性能易切削钢研究开发；（4）疲劳断裂与失效分析研究。     

低碳高硫含锡锑复合易切削钢

对复合添加少量Sn和Sb或Sn和Bi的低碳高硫易切削钢做了切削和高温热塑性实验. 结果表明:试样在长时间的高速切削条件下刀具后刀面磨损很小,其易切削性能明显优于SAE1215钢. 含Sn和Sb的钢样在750～950℃温度范围内塑性较差,在1050～1300℃范围内具有良好的塑性. 扫描电镜及能谱分析表明:钢中Sn和Sb元素在晶界、MnS夹杂物内及MnS边界处均存在;大部分的Bi元素附着在MnS夹杂物上,一部分弥散分布在钢的基体中;钢中MnS夹杂主要呈球状和纺锤状.     

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。     

一、一般工业技术

1.大型塑料模具钢该成果系统地完成了大型塑料模具钢 P20的物理、力学、工艺性能的测定,研究了钢的化学成分范围的波动对钢材组织和力学性能的影响,为制定冶金生产工艺和模具的设计、制造、使用提供理论依据。该模具钢试制1000多吨,制造了电视机外壳、收录机外壳、洗衣机面板及盖等大型塑料模具,证明P20钢的开发,为大型精密、长寿命塑料模具国产化提供了重要条件,从而顶替进口,争取出口,节汇、创     

1873K下钢液中Ti-Al复合脱氧热力学分析及夹杂物生成

对1873K下钢液中Ti-Al-O系复合夹杂物的形成进行了理论和实验研究. 理论计算和实验结果表明,钢液中Ti-Al-O系的Al-O基本趋于平衡,钢液中自由氧由Al含量控制. Ti-Al-O系复合夹杂物的形成主要由a_(Ti)/a_(Al)值确定. 根据热力学数据计算得出了Ti-Al-O系复合夹杂物(Al_2O_3-Ti_3O_5-Ti_2O_3)的稳定区域;随着a_(Ti)/a_(Al)的增加,夹杂物逐步由Al_2O_3转变为Ti_3O_5夹杂物. 当钢液中自由氧含量较高时容易生成Ti3O5夹杂物. 计算结果和观察到的实验结果一致.     

预硬型贝氏体钢中合金元素的作用

研究了新型预硬型贝氏体钢（Ｙ８２）的合金设计及性能,分析了合金元素Ｓｉ, Ｓ, Ｃａ 的作用。结果表明： 新型预硬型贝氏体钢（Ｙ８２）成分简单,价格低廉,空冷淬透性好; 合金元素Ｓｉ改变了奥氏体连续冷却转变曲线（ＣＣＴ）的位置,使ＣＣＴ曲线中贝氏体转变区向右下方移动。使贝氏体转变发生在较低的温度,可以形成细小的针状下贝氏体,从而提高了钢的机械性能; 合金元素Ｓ提高了钢的易切削性,元素Ｃａ 对夹杂物有变质作用,使钢中ＭｎＳ形成一种特殊的形态,因而使Ｙ８２ 在预硬状态时（硬度约为３５～４０ ＨＲＣ）仍具有良好的切削加工性能。     

Mo、B对低合金高强钢组织和性能的影响

对两种不同成分的C-Mn-Mo系低合金高强钢(HSLA)进行拉伸和冲击试验,采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察试验钢种的微观组织,分析Mo和B对HSLA钢组织和性能的影响.结果表明,通过控制钢种的成分和工艺,可得到具有高强度、高韧性匹配的C-Mn-Mo系HSLA钢,钢种具有贝氏体组织;在C-Mn-Mo系HSLA钢中,适当增加Mo和B的含量,可以明显提高钢种的强度,且不损害其塑韧性.