Investigation on Rapidly Solidified T15 High Speed Steel Powder and Its Bulk Microcrystalline Material

Authors produced rapidly solidified T15 high speed steel powders by high pressure(5~ 6MPa) N_a atomization and liquid N_2 cooling,observed and analyzed the morphology and structure of the powders;at the same time,prepared bulk microcrystalline T15 high speed steel materials by hot extruding or HIPing and hot rolling of the powders,observed and measured the microstructure and performance of the bulk materials.It was shown that rapid solidification may change the solidification characteristics and structure of T15 high speed steel powder and improve the qualities and properties of T15 high speed steel materials.

淬火温度对S590粉末冶金高速钢组织和性能的影响

采用等离子旋转电极雾化和热等静压法制备S590粉末冶金高速钢,分别在1050、1100、1150和1180℃进行淬火热处理,并经过一次550℃回火(1 h),一次−196℃深冷处理(4 h)和两次550℃回火(1 h),研究不同淬火温度对S590粉末冶金高速钢微观组织和力学性能的影响。结果表明:热处理后S590高速钢微观组织主要包括马氏体、M6C型碳化物和MC型碳化物。随淬火温度升高,碳化物逐渐溶入基体中,数量减少,基体晶粒尺寸变大。高速钢硬度和抗压强度随淬火温度升高呈上升趋势,1180℃淬火试样经后续热处理后,硬度可达HRC 67.8,抗压强度为3827 MPa;抗弯强度随淬火温度的升高先上升后下降,冲击韧性随淬火温度升高而下降,1100℃淬火试样抗弯强度达到最高,为5473 MPa;1050℃淬火试样冲击韧性最高,为76.9 J·cm^(−2)。综合考虑显微组织和力学性能,S590粉末冶金高速钢的最优淬火温度为1100℃。

Co8W6Mo5Cr4V3粉末高速钢的热变形行为

采用熔炼、电渣重熔和气雾化法制备Co8W6Mo5Cr4V3粉末,再通过热等静压制备Co8W6Mo5Cr4V3粉末高速钢。在不同变形条件下进行热压缩实验,研究粉末高速钢的热变形行为,根据获得的应力-应变曲线,建立热变形本构方程,绘制热加工图。结果表明:Co8W6Mo5Cr4V3粉末高速钢的流变应力随变形温度升高或应变速率减小而减小;通过本构方程预测的流变应力和实验得到的流变应力间的相关系数为0.995,可用此方程对粉末高速钢在不同变形条件下的应力进行预测;根据热加工图,粉末高速钢最优的变形温度为1 100~1 150℃,应变速率为0.1~1.0 s^(-1)。

The development of China's special steel and the application prospects of spray-formed materials

Suggestions have been put forward speeding up the development of high-level tool steel and mold steel in China based on the analysis of products and development status of special steel home and abroad. Feasibility and necessity to produce high-level tool steel and mold steel by applying the spray forming method in future have been put forward.

高锰钢表面高速激光熔覆Ni60涂层组织与性能

采用高速激光熔覆系统在破碎机锤头中常用的材料高锰钢表面制备了Ni60耐磨熔覆层。通过正交试验极差分析优化得到最佳工艺参数,采用渗透探伤、显微硬度计、OM,XRD,BSE和摩擦磨损试验对熔覆层宏观形貌、硬度、微观形貌、物相、摩擦系数和磨损量进行观察与测试。结果表明,当激光功率为1 200 W、扫描速度为4 mm/s、送粉速度为7.5 g/min时,熔覆层表面成形质量良好,表面硬度可达811.41 HV,约为基材的2.8倍,摩擦系数较基材下降37.7%,耐磨性提高1.6倍。熔覆层主要由γ-Ni树枝晶组成,其中弥散分布的硬质相CrB,Cr_(7)C_(3)和Cr_(23)C_(6)可显著提高熔覆层的耐磨性。

NbC_(p)/ASP2030高速钢复合材料的制备与性能

通过粉末冶金真空烧结法,利用NbC粉末与气雾化ASP2030高速钢制备了NbC_(p)/ASP2030高速钢复合材料。采用SEM、XRD、EDS等检测手段,研究了不同NbC添加量对ASP2030高速钢的显微组织、物相组成及力学性能的影响。结果表明,当真空烧结温度达到1220℃,所制得的复合材料主要相有Martensite、M_(7)C_(3)碳化物、M_(6)C碳化物、MC碳化物以及γ-Fe;当NbC加入量逐渐增加,烧结态复合材料的抗弯强度与冲击韧性都出现一定程度下降,而硬度则逐渐上升。在NbC含量达到2%时,复合材料的冲击韧性为5.34J/cm^(2),抗弯强度为1918.3MPa,硬度为53.9HRC。

硅钢高拉速生产工艺的探索与实践

介绍了马钢四钢轧3号连铸机硅钢高效化生产的工艺实践,通过优化硅钢二冷水,优化保护渣性能,改善电磁搅拌参数等措施,实现了硅钢的拉速提升,显著提高硅钢生产效率,取得了良好的效果。

K390粉末冶金高速钢的热变形行为

在变形温度为1100~1200℃、应变速率为0.05~5 s^(-1)、最大变形量为70%的条件下,采用Gleeble-3800热模拟机对K390粉末冶金高速钢进行了等温压缩变形,并分析了不同变形温度和变形速率下实验钢的显微组织变化。结果表明:K390粉末冶金高速钢在变形初期表现出明显的加工硬化,流变应力急剧增大并迅速达到峰值;峰值应力随变形温度的降低和应变速率的增大而增大。随着变形温度的升高,晶粒尺寸增加。随着应变速率的增加,晶粒尺寸减小,碳化物分布趋于均匀。在变形温度为1150℃时,实验钢中出现了大量等轴晶,碳化物分布均匀。利用动态材料模型,建立了K390粉末冶金高速钢热变形失稳区热加工图。实验钢最佳的热加工参数为:变形温度1175℃、应变速率0.05 s^(-1)。

快速凝固水雾化高速钢粉末的凝固特征

理论计算表明，水雾化M3／2高速钢粉末的平均冷却速率在10^5-10^7K／s之间．粉末颗粒的凝固组织主要以等轴晶为主，碳化物以空间网络状分布于等轴晶的晶界处．粉末基体组织以奥氏体为主，仅小粒径粉末基体由奥氏体与δ铁素体组成．碳化物主要为立方MC型和密排六方M2C型．

气体雾化快凝W9高速钢粉末的组织特征

研究了颗粒粒度不同的气体雾化W9Mo3Cr4V高速钢粉末的组织、形貌及结构。结果表明:粉末由铁素体和奥氏体基体和分布在周围的MC及M2C型碳化物组成,基体组织为等轴晶及树枝晶,碳化物在空间上呈连续网状或树枝状分布;粉末中相的含量与粉末粒度相关,随高速钢粉末粒度减小,组织中的铁素体和MC型碳化物含量增加,奥氏体和M2C型碳化物含量减少。

M42高速钢粉末球磨工艺优化及其SPS烧结

利用高能球磨法制备了不同粒度的M42高速钢粉末,并对其进行了放电等离子烧结(SPS)。测试了粉末粒度分布,观察了粉末及其烧结试样的形貌,探讨了高能球磨M42高速钢粉体的球磨行为特征及烧结试样的显微组织与性能。结果表明:在球料比7∶1下,随球磨时间增加,粉末细化速率先快后慢,48h后趋于平缓,且粉末的团聚不断加剧;球磨48h的粉末经在温度970℃、压力70MPa下保持10min SPS烧结的M42粉末高速钢相对密度为98.99%,热处理硬度为67.4HRC;随粉末粒度的减小,其碳化物更加细小、均匀,由于粉末的团聚化,其相对密度不断降低,而粒度对硬度的影响不大。

喷射成形取代粉末冶金生产超高合金高速钢的可行性研究

利用喷射成形工艺和粉末冶金工艺比较相近的特点,通过锻造+退火+淬火回火处理,对喷射成形超高合金高速钢(BSF-HSS)与成分相同的粉末高速钢(DEX40)的使用性能进行了对比,前者性能达到甚至超过了后者性能,表明喷射成形工艺取代粉末冶金工艺制备超高合金高速钢具有可行性。

脉冲激光熔覆高速钢粉末涂层的微结构与裂纹抑制

采用Nd∶YAG脉冲激光器对预置了高速钢粉末的球墨铸铁基体进行激光熔覆处理.单道实验得到优化后的高速钢激光熔覆工艺参数为:电流240A、扫描速度3.0 mm/s、离焦量13 mm、预置涂层厚度0.5mm、激光脉冲频率15Hz、脉宽3.0ms.多道搭接实验结果表明,制备的熔覆层组织致密,与基体形成了冶金结合,主要强化相为WC1-x和V4C3,有裂纹存在.熔覆层平均显微硬度为600HV,最高达到682HV,约为基体(300HV)的2.3倍.添加50%Ni60自熔性合金,有效控制了熔覆层裂纹数量,显微硬度略有降低,最高为637HV,约为基体的2.1倍.

球墨铸铁表面连续激光沉积高速钢粉末涂层的工艺与组织性能

采用大功率连续CO2激光器对预置了高速钢粉末的球墨铸铁基体进行激光辅助金属沉积处理.得到了激光沉积的优化工艺参数,用该参数制备的沉积层组织致密、无气孔、无裂纹等缺陷,沉积层与基体为冶金结合.XRD分析表明,Ni60+T15+T15沉积层中V4C3,WC1-x,CoCx等硬质相起到弥散强化的作用,Ni60+T15+T15沉积层平均硬度值为716HV,是基体的2.2倍.Ni60+YT12+YT12沉积层中起强化作用的Cr7C3相主要分布在晶界间,Ni60+YT12+YT12沉积层平均硬度值为739HV,约为基体的2.3倍.

新型高性能粉末冶金高速钢及其近净成形制备技术

目的研究无熔炼制备高性能近净成形粉末冶金高速钢的新工艺(SAP工艺)。方法以铁粉、钴粉和碳化物粉末为原料,通过机械球磨和真空活化烧结制备SAP 6031粉末冶金高速钢,并采用扫描电镜、X射线衍射、碳含量、相对致密度等检测方法,探讨球磨和活化烧结对试样致密化过程的影响。结果球磨后的原料粉末具有较高的烧结活性,结合后续活化烧结过程中的碳氧反应,使烧结坯在远低于液相线温度下实现烧结致密化(>99.5%),材料力学性能优异,且杂质含量远低于标准值。结论 SAP工艺具有合金成分易调节、工艺流程短、生产能耗低、近净成形等优点,在特种粉末高速钢开发、异形件和非标件的灵活生产上具有显著优势。

高速钢表面硬质合金覆层的组织及性能

通过热喷涂-真空粉末烧结的方法在高速钢表面制备硬质合金覆层，分析了硬质合金覆层组织和界面结构的特点、测试了硬质合金覆层的结合强度、硬度和耐磨性。结果表明，热喷涂后经过1200℃烧结，获得1—3mm厚度的硬质合金覆层，结合强度达到450MPa，硬度达到85HRA，具有较高的耐磨性能。

氮气雾化T15M高速钢粉末的组织特性

采用氮气雾化法制备 T15M 高速钢粉末，分析4个不同粒度段（100～150、60～100、38～60及≤38μm）粉末的氧、氮含量，用扫描电镜（SEM）观察粉末的表面形貌和内部组织，通过X射线衍射（XRD）和小角X射线散射（SAXS）对化学分离出的碳化物进行物相分析和粒度分析。结果表明，所制备的T15M高速钢粉末呈球形，气体含量低，表面相对光滑。不同粒级粉末的氧含量均在10＾-4以下，氮含量在4×＾10-4左右，随粒径减小，氧氮含量略有升高。粉末截面组织主要为枝晶组织，150μm以下粒径的粉末中未发现莱氏体共晶相。粉末基体为体心立方相和残余奥氏体，有少量的MC型和M2C型碳化物。从粉末中萃取的碳化物的中位径在100 nm左右，随粉末粒径减小而略微减小。

烧结温度对M3:2高速钢SPS烧结组织和性能的影响

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了M3∶2粉末冶金高速钢,研究了SPS烧结M3∶2粉末冶金高速钢最佳烧结温度、显微组织与性能。通过实验得到以10℃/min的速率升到1200℃时高速钢的连续升温烧结曲线,分析在此烧结实验下的烧结过程,进而确定烧结温度范围。在此范围内的不同温度下烧结试样,根据试样密度、硬度、相对密度和显微组织确定M3∶2粉末高速钢最佳烧结温度。结果表明:在烧结温度900℃、保温时间10min、压力30MPa工艺下,SPS烧结的M3∶2粉末冶金高速钢,其显微组织均匀、晶粒细小、无碳化物偏析,相对密度达98.17%,硬度达63.37 HRC。

M42高速钢粉末级配规律和注射成形工艺参数优化

研究了M42高速钢粉末的粒度级配对粉末振实密度的影响规律，并采用正交试验法研究了注射温度、注射压力、注射流量、保压压力及其交互作用对注射坯质量的影响．试验结果表明，粗细粉末进行级配能够有效提高粉体的堆积密度．与-400目粉末相比，＋140目与-400目的原料粉末通过级配，振实密度可提高44．3％～56．4％．注射工艺参数正交试验发现注射温度、保压压力及其交互作用对注射坯质量的影响最为显著．试验确定的标准长方体弯曲试样最佳注射工艺参数为：注射温度160℃、注射压力82MPa、注射流量42％及保压压力31MPa．

粉末冶金高速钢的发展

粉末冶金高速钢具有优良的性能,发展粉末冶金高速钢是高速钢发展的必然趋势。概述了粉末冶金高速钢的发展,包括高合金化引发新钢种、生产工艺、致密化工艺以及我国粉末冶金高速钢的应用现状。