1215MS钢棒材中硫化物对比分析

针对用户反映4家钢厂(A、B、C、D)提供的1215MS钢棒材中A厂的切削性能最好,C厂的切削性能较差的问题,采用金相显微镜、扫描电镜、小样电解等分析检测方法,对4家钢厂1215MS钢棒材中硫化物的尺寸、形貌及分布特征等进行了对比分析。并通过理论分析探究了硫化物赋存状态对钢切削性能的影响。结果表明:相较于其他3家厂,A厂硫化物平均尺寸最大,为5.48μm,纺锤状夹杂物多且分布均匀,按德国标准评定为最优的1-2级,应力集中强度因子K_(I)=2.73σ、各向异性指数η=1.51、刀具寿命T较高,钢的切削性能良好。C厂夹杂物平均尺寸最小为4.41μm,长条状或断续状夹杂物较多,分布不均匀,按德国标准评定为3-1级,K_(I)、T指标均不理想。C厂硫化物尺寸小、形态及分布等不佳,钢的切削性能较差。

硫系、碲系、铅系易切削钢组织及硫化物对比分析

易切削钢中的夹杂物和组织是影响其切削性能的重要因素,为开发环保型无铅易切削钢,并探究其与含铅易切削钢中组织及硫化物的差异,采用光学显微镜和电子显微镜对1215MS(硫系)、1215Te(碲系)及12L14(铅系)易切削钢中基体组织和硫化物夹杂进行了对比观察与统计分析,结合非水溶液电解法分析了Pb、Te两种元素对钢中夹杂物形貌的影响。结果表明:3种易切削钢基体中组织均为铁素体、珠光体;碲能降低MnS夹杂物长宽比,其长宽比在1~3之间的比例为57%,高于硫系易切削钢1215MS的40%以及铅系易切削钢12L14的33%;碲在易切削钢中生成MnTe,使轧制后的MnS的形貌趋于球状、椭球状、纺锤状,改质作用显著,而铅在易切削钢中以铅单质存在,对硫化物的改质效果有限。

锡在易切削钢中的赋存形式及对切削性能影响

锡系易切削钢是有望替代铅系易切削钢的新型环保型易切削钢,而锡在钢中的赋存状态是影响钢切削性能的重要因素。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等表征方法,分析了锡在高硫易切削钢中的赋存状态,以及锡含量对易削钢切削性能的影响。研究发现含锡钢中未见明显的锡析出相,锡主要固溶于钢基体中,且更倾向固溶于铁素体中,锡使铁素体的晶格发生畸变。通过切削加工对比测试,结果显示,切削速度560 r/min下,锡质量分数从0增加到1600×10^(-6),C型断屑占比由60.19%达到90.29%,锡含量增加对C型断屑占比有明显的提升作用。在切削同一个试样时,切削速度560 r/min相比其他两种速度,C型断屑的占比也最大,在此转速下的切削性能要更好。此外,锡的添加使切削加工后样品表面粗糙度减小,表面质量更好。通过显微硬度测试随着锡添加质量分数从0提高到1800×10^(-6)时,维氏硬度从118.2 HV上升到143.1 HV,Sn在钢中的固溶使偏软的钢基体硬度得到提升,从而使钢的切削性能明显提升。