变质处理铸造高速钢的研究与应用

铸造高速钢共晶碳化物呈网状分布于晶界,其韧性受到严重削弱,因此使生产和应用受到限制。变质处理是改善共晶碳化物形态和分布,扩大铸造高速钢应用的有效途径。本文介绍了变质处理对高速钢组织与性能的影响和铸造高速钢的应用,提出了进一步推广使用变质铸造高速钢值得重视的若干问题。     

离心铸造高速钢复合轧辊的研究

在实验室条件下研究了钒和稀土复合变质对高速钢的组织和性能的影响,测试了高速钢最终热处理后的碳化物类型和形态,以及硬度、抗拉强度和冲击韧度等力学性能。结果表明,采用0.4wt%稀土加1.2wt%V变质处理后,碳化物的形状、大小和分布改善较好,减少了元素在晶界处的偏析,大大增加了碳化物的数量和减小了碳化物尺寸。稀土加V变质能够提高热处理后的高速钢硬度,稀土加V变质的高速钢在抗拉强度和弹性模量方面都略优于稀土变质处理的高速钢,但二者差别较小。稀土和V变质都能显著提高高速钢的冲击韧度,其中V变质的作用更加明显。     

离心铸造高速钢复合轧辊外层材料性能的研究

研究了稀土变质和稀土加钒变质对离心铸造高速钢轧辊的显微组织及力学性能的影响,测定了其最终热处理后的碳化物类型,结果表明,采用0.3%稀土变质处理对碳化物的形状、分布改善效果不明显,但可以促进加热过程中网状碳化物的球团化;采用稀土加钒变质对碳化物的形状、大小和分布改善情况较好.经过最终热处理后,高速钢中的碳化物类型为MC和M6C型.     

镧-铈混合稀土变质剂对铸态高速钢组织与性能的影响

研究了镧-铈稀土变质对铸态高速钢组织及性能的影响。试验表明经稀土变质处理后,高速钢铸态组织中共晶碳化物明显细化,镧-铈混合稀土的添加促使共晶碳化物断网和团球化。此外,镧-铈混合稀土的添加提高了高速钢的冲击韧性和抗弯强度,其强度分别提高了26％和7．8％。     

Fe-V-Nb中间合金孕育剂对轧辊用高速钢组织和性能的影响

轧辊材料高速钢含有大量不同种类的合金元素,在铸造中这些合金元素能够形成不同种类的碳化物。在离心铸造的过程中,由于这些碳化物具有不同的比重,容易产生偏析,从而导致轧辊性能的下降。针对此问题,研究了Fe-V-Nb中间合金孕育剂的变质处理对轧辊用高速钢的微观组织及力学性能的影响。结果表明:与未经过变质处理的铸态合金相比,高速钢经Fe-V-Nb中间合金孕育剂变质处理后,晶粒得到细化,碳化物分布均匀独立。变质处理后,高速钢的硬度有所提高。     

变质处理对M2高速钢组织和性能的影响

用Y—K—Na对M2高速钢进行复合变质处理,研究了变质处理对M2高速钢组织和性能的影响。结果表明,M2铸造高速钢经Y-K-Na复合变质处理后,组织明显细化,共晶碳化物由网状分布变为块状和团球状,冲击韧性提高70.7％,耐磨性也明显提高,各项力学性能接近锻造M2高速钢的水平。     

钒铁孕育对离心铸造高钒高速钢组织和性能的影响

在离心铸造座圈高钒高速钢中添加0.85wt%的钒铁孕育剂进行改性试验,并分析了钒铁孕育改性对其显微组织、耐腐蚀性能和不同温度下的力学性能的影响。结果表明,0.85wt%钒铁孕育改性可使离心铸造气门座圈高钒高速钢的碳化物由网状变为弥散分布的粒状,其力学性能和耐腐蚀性能得到明显改善。     

变质处理对高合金白口铸铁组织及性能的影响

研究了RE-B变质处理对高合金白口铸铁组织及性能的影响。结果表明，RE-B变质处理使合金铸铁奥氏体枝晶细化；改善了碳化物的分布形态，使碳化物呈团块状。变质合金铸铁的硬度、冲击韧性都较未变质合金铸铁的高，变质处理与合适的热处理工艺的复合作用，对改变合金铸铁碳化物的形貌，提高铸铁的综合力学性能效果显著。     

热处理对铸造高速钢组织与性能的影响

研究了热处理工艺对铸态和变质处理铸造高速钢组织与性能的影响。结果表明:变质处理可以使高速钢组织得到细化,同时改变钢中网状共晶碳化物的形貌,使高速钢的硬度和耐磨性得到提高;铸态高温加热、退火、淬火和回火等热处理工艺对铸造高速钢中碳化物的形貌影响不大。铸态和变质处理高速钢退火时,随着加热温度的升高,硬度逐渐升高;淬火+回火和铸态直接回火的高速钢随着回火温度的升高,硬度和耐磨性逐渐升高,在560℃三次回火时获得最高的硬度及室温耐磨性,且与锻造高速钢相当。     

热处理对铸造高速钢组织与性能的影响

研究了热处理工艺对铸态和变质处理铸造高速钢组织与性能的影响.结果表明：变质处理可以使高速钢组织得到细化,同时改变钢中网状共晶碳化物的形貌,使高速钢的硬度和耐磨性得到提高;铸态高温加热、退火、淬火和回火等热处理工艺对铸造高速钢中碳化物的形貌影响不大.铸态和变质处理高速钢退火时,随着加热温度的升高,硬度逐渐升高;淬火＋回火和铸态直接回火的高速钢随着回火温度的升高,硬度和耐磨性逐渐升高,在560℃三次回火时获得最高的硬度及室温耐磨性,且与锻造高速钢相当.     

离心铸造复合高速钢辊环的研究

研究了离心复合铸造工艺和复合变质处理对高速钢辊环性能的影响,结果表明,选用变质高碳无钴高速钢作外层,用球铁作内层,选择合适的离心机转速、两种金属熔液浇注间隔时间和浇注温度,结合采用表面感应热处理工艺,可获得硬度高、均匀性好、内外层结合良好的高速钢复合辊环,用于工业生产其使用寿命比高铬铸铁辊环提高５ 倍以上。     

高速钢冷轧辊的组织与性能分析

论述了用高速钢生产轧制高强度螺纹钢筋的冷轧辊的可行性。利用光学显微镜、扫描及透射电子显微镜，对高速钢冷轧辊经“低淬、高回”的半硬化处理后的组织进行了分析，探讨了其性能优良的内在机理。结果表明，其性能满足轧制65、70螺纹钢的要求。     

离心铸造高速钢轧辊裂纹控制技术研究

在分析了轧辊材质、铸型参数、浇注参数和冷却参数等对离心铸造高速钢轧辊裂纹影响的基础上,采用钾-稀土复合变质处理改善高速钢的组织和性能,降低热裂温度,使热裂力提高32.77%,达到158N,线收缩也略有减小.采用变速离心铸造技术、变流量浇注工艺,结合铸型的变速冷却技术,改善了轧辊温度场和应力场分布,有利于钢液的充填和凝固,有利于消除离心铸造高速钢轧辊裂纹.     

高速钢丝锥的切削性能

目前,丝锥主要采用高速钢制作。为了解钢的冶炼工艺和显微组织,如碳化物的尺寸和分布、晶粒度等,对丝锥切削性能的影响,采用喷射冶炼和粉末冶金HSF825K、HOP2030和HSF838高速钢制作了螺旋槽丝锥,检测了丝锥的硬度、显微组织和切削性能。结果表明:3种钢丝锥热处理后的硬度均高于66HRC,钢的碳化物的尺寸、圆整度和分布对丝锥韧性的影响比淬火、回火后的硬度和冶炼工艺的影响大。弥散、细小、圆整、均匀分布的碳化物有利于提高丝锥的韧性和切削性能。采用喷射冶炼的HSF825K钢制作的丝锥的切削性能最佳。     

提高铸造高速钢模具韧性和耐磨性的研究

用RE Mg Ti对低碳铸造高速钢 (6W6Mo5Cr4V)模具进行变质处理 ,消除了钢中网状共晶碳化物 ,并细化了基体组织 ,还可减轻W、Mo元素偏析。变质处理后 ,高速钢硬度、红硬性和强度变化不大 ,断裂韧性 (K1c)和疲劳裂纹扩展门槛值 (△Kth)有所提高 ,冲击韧性 (αk)提高了 1倍以上 ,耐磨性也明显提高。各项性能指标达到了锻造高速钢水平 ,用RE Mg Ti变质处理低碳铸造高速钢 ,可以实现“以铸代锻”。     

粉末高速钢的研究进展

粉末高速钢是通过特殊方法把高速钢微细粉末成形并烧结而制成的高速钢材产品,简称PMHSS。粉末高速钢具有碳化物颗粒细小、夹杂物含量少、分布均匀等的显微组织特点,使高速钢的抗弯强度、硬度和切削性能得到了显著提高。本文综述了粉末高速钢的发展历程、钢种开发以及高速钢粉末制备技术和成形等方面的研究中一些引人注目的研究进展和发展动向。     

铝高速钢丝锥的应用

铝高速钢与普通高速钢的红硬性对比试验以及丝锥切削对比的试验研究表明 ,将铝高速钢用作螺纹工具—丝锥能明显提高其切削性能 ,从国内矿产资源角度看 ,开发使用铝高速钢具有其实际意义。     

高钒高速钢、高铬铸铁冷轧辊磨损试验研究

通过对高钒高速钢、高铬铸铁轧辊试样的冷轧模拟试验研究表明,高钒高速钢由于其均匀分布、形态较好的高硬度碳化物使其耐磨性大幅提高,在同等试验条件下为高铬铸铁试样的4.4倍.微观分析表明,轧辊试样磨损机理主要表现为疲劳剥落,浅层剥落主要表现为棘齿裂纹的萌生、扩展与断裂的过程;高铬铸铁轧辊试样深层失效主要表现为MC3型碳化物的断裂并形成裂纹源并在疲劳循环过程中断裂失效,高钒高速钢轧辊试样MC型碳化物有少量破碎并形成晶间裂纹源,主要失效方式表现为碳化物颗粒剥落,并对此进行了定性的力学解释.