高钒半高速钢合金熔覆层回火态显微组织和性能

为了满足对轧辊表面快速修复的需求,采用激光熔覆技术,将自主设计并制备的高钒半高速钢合金粉末熔覆到轧辊合金钢表面,考虑到锻钢轧辊和激光熔覆层组织之间的差异性,为了稳定组织,对熔覆层进行回火处理,回火温度为500℃并保温2 h.结果表明,熔覆层的相组成主要是马氏体;其表面主要是细小等轴晶,晶内马氏体呈针状平行分布,回火后分解为铁素体和碳化物;其横截面的平均硬度为663.4 HV,是基体硬度的1.8倍;熔覆层平均摩擦系数为0.708,磨损率为6.142×10^(-6)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),磨损性能较基体提高25倍,磨损形貌较好,与磨损量结果保持一致.

氮对半高速钢奥氏体冷却转变动力学的影响

研究加氮和不加氮的两种半高速钢(低合金高速钢)的奥氏体冷却转变动力学行为,建立并对比分析两种钢的连续冷却转变图(CCT图)。采用图象分析仪和扫描电镜以及能谱仪(EDS)分析了淬火加热的碳化物数量及成分的变化规律。结果表明,加氮的半高速钢中氮化物相对含有较多的V、W、Mo和较少的Cr元素,淬火加热时表现出较高的稳定性;氮的添加使Ac1和Ms/M f温度下降,显著提高了淬透性。

热轧粗轧用半高速钢轧辊材料中碳化物的氧化行为

研究了两种不同成分的半高速钢轧辊材料在600℃时碳化物的氧化行为。对两种半高速钢的金相组织、氧化试样的表面形貌进行了研究,结果表明:半高速钢中富铌的MC型碳化物抗氧化性能最差,氧化产物不但凸出基体表面,而且每个氧化区域均有裂纹产生;富钼的M2C型碳化物具有较好的抗氧化性能,但由于在与基体交错相间生长,其表面容易被基体表面横向生长的氧化产物所覆盖;富铬的M7C3型碳化物具有最佳的抗氧化性能。

冷轧工作辊用半高速钢中碳化物的溶解和析出

采用X—射线衍射分析、TEM组织观察和电子衍射分析,对新型半高速钢在加热和冷却及回火过程中碳化物的溶解和析出行为进行了研究。结果表明,退火状态下钢中含有MC、M6C和M7C3 型碳化物;淬火加热时M6C和M7C3 型碳化物全部溶解,回火过程中析出MC、M2C、M6C和M7C3 型碳化物,当回火温度为520 ℃时出现硬度峰值,此时Mo2C的弥散强化起主要作用。

半高速钢轧辊材料性能的研究

通过正交试验设计了半高速钢轧辊的化学成分 ,性能测试结果表明 ,半高速钢材料的耐磨性约为贝氏体球墨铸铁材料的 2倍 ,并研究分析了钒、钼、钨。

冷轧工作辊用半高速钢的二次硬化效应

为开发冷轧工作辊用半高速钢,设计了新钢种的化学成分,研究了试验钢淬火后在回火过程中二次硬化效应及其影响因素,并初步探讨了试验钢的二次硬化机理。研究结果表明,新型半高速钢有显著的二次硬化效应,能满足冷轧工作辊的硬度要求;随Mo、V和Si等合金元素含量升高钢的二次硬度升高,随淬火温度升高钢的二次硬度出现两次峰值。二次硬化效应与残余奥氏体在回火过程中转变为马氏体和马氏体基体中析出细小弥散的Mo2C和VC有关。

高速钢半硬化处理在牙轮钻头上的应用

针对矿用牙轮钻头轴承系统的衬套普遍存在破裂现象 ,通过半硬化处理和优化工艺参数 ,韧性大幅度提高 ,破裂率由传统的 90 %～ 96 %下降到 7%～ 13% ,钻头穿孔米道提高了 17%

锻造半高速钢冷轧工作辊的试制

整体锻造半高速钢(%:0.74C,0.87Si,4.92Cr,1.05Mo,0.41V)Φ540mm×1530mm冷轧工作辊的试制工艺为:电弧炉冶炼+电渣重熔,锻造成型,双频感应加热表面温度1090℃淬火,520℃高温回火而制成。采用逐层磨削法测得轧辊硬度分布曲线,轧辊表面硬度HSD92,HSD90以上的淬硬层深度为25mm,HSD87以上的淬硬层深度为35mm。轧辊组织为回火马氏体基体上分布有着细小弥散的碳化物。

半高速钢成品辊试验研究

研究了半高速钢成品冷轧辊的表面淬火工艺参数。并经解剖分析证明,采用该工艺的半高速钢成品辊的淬硬层深度达到45 mm,硬度达到85HSD以上,完全满足技术要求。

含氮Cr-W-Mo-V半高速钢回火过程中的沉淀析出行为

进行了Cr-W-Mo-V(%:4～6Cr-2～4W-2～4Mo-1.5～2.0V)系和Cr-W-Mo-V+N(0.05%～0.10%)系半高速钢(Semi-HSS)1 050 ℃淬火后分别在100～600 ℃两次回火沉淀析出行为的研究.采用透射电镜、扫描电镜及能谱仪和能量损失谱对碳化物形貌和成分进行分析,用X射线衍射法测定残余奥氏体的体积分数.结果表明,氮有增强钢的二次硬化的效果,氮促进碳氮化物在425～475 ℃回火析出,在550 ℃回火碳化物依附在氮化物表面而沉淀形成复合碳氮化物.Semi-HSS+N在淬火及400 ℃以下回火,残余奥氏体为15%～17%;随回火温度增加,残余奥氏体量急剧降低,在525 ℃回火残余奥氏体小于3%.

钒对半高速钢氩弧熔覆层组织及其高温性能的影响

为促进半高速钢轧辊再制造技术的发展,基于半高速钢的合金体系,研究调整氩弧熔覆粉末中钒的含量对增强熔覆层高温性能和改善焊接工艺性的影响规律。通过工艺试验分析钒添加量对焊缝成形性的影响;通过金相观察、XRD物相分析钒的添加对焊缝组织的影响;通过高温抗氧化试验、红硬性试验检测钒的添加对熔覆层高温情况下的工作特性的影响。试验结果表明:钒的添加能够改善熔覆层成形,提高半高速钢熔覆层的高温抗氧化特性、红硬性和热疲劳性能。

冷轧中间辊用半高速钢16Cr5D的组织和性能

试验研究了20kg中频感应炉冶炼的半高速钢16Cr50（％：0．50～0．56C，0．36～0．39Mn，0．95～1．03Si，5．34～5．68Cr，0．31～0．41Ni，1．00～1．04Mo，0．29～0．30V）的铸态组织以及880～1060℃淬火、200～750℃回火后的锻态组织和机械性能。试验结果表明，该钢最佳淬火温度为970～1000℃，在500℃回火有明显的二次硬化，淬回火后具有良好的综合机械性能，是优良的冷轧中间辊材质。

锻造半高速钢中间辊的研究

介绍了研制锻造半高速钢冷轧辊的工艺特点和性能。通过化学成分的设计、冶炼、锻造、热处理、机械加工等工艺,使锻造半高速钢冷轧辊的实物质量达到了设计要求,于2001年12月在宝钢1420机组上试用考核。

含氮半高速钢冷轧辊材料回火组织转变研究

合金多元化是提高轧辊性能的重要方式,氮合金化是强化方式之一。针对半高速钢冷轧辊材料组织转变的研究集中在回火二次硬化阶段,缺乏对含氮半高速钢材料的回火组织转变研究。本文根据回火过程中硬度与组织随回火温度变化的关系,将回火过程划分为四个阶段,并对每个阶段组织的转变行为进行了分析,结果表明:含氮半高速钢冷轧辊材料淬火后基体组织为以位错马氏体为主的混合组织,未溶碳化物相包括富铬和铁的M7C3碳化物和富钒并含氮的M(C,N)碳氮化物。整个回火处理过程中,一次M(C,N)和M7C3保持较强的稳定性;随着回火温度的升高,含氮半高速钢材料微观组织会发生一系列变化;在回火温度逐步提高的过程中,伴随着微观组织的转变和碳化物的析出、溶解等现象,在一定程度上影响了材料的硬度、力学性能和使用性能。

冷轧中间辊用16Cr5D半高速钢材料性能的研究

采用20kg中频感应炉冶炼16Cr5D半高速钢，并进行性能研究。经分析其铸态组织中液析碳化物数量较多。碳化物类型为以富铬的M7C3为主并附加少量富钼的M2C。在520℃回火时产生二次硬化现象，最佳淬火温度为970～1000℃。证明该钢具有高速钢的某些特性，是理想的冷轧中间辊材质。

高速钢及半高速钢轧辊

评述了高速钢及半高速钢轧辊的发展过程、性能特点、显微组织、制造工艺及发展趋势。高速钢及半高速钢轧辊多制成铸造复合辊 ,已在带钢热轧机上得到广泛应用 ,目前已开始用于带钢冷轧机 ,具有较高的耐磨性和热稳定性 ,淬硬层深 ,使用寿命长 ,可减少换辊次数 。

半高速钢轧辊显微组织和碳化物类型研究

对两种不同成分的半高速钢试样进行淬、回火处理,研究不同热处理状态下半高速钢材料的显微组织及不同类型碳化物的形貌和特性,为开发半高速钢轧辊产品,有效改善轧辊性能提供依据。

斜坡预结晶M2高速钢半固态坯料的组织和热塑性研究

采用斜坡预结晶法制备出M2高速钢半固态铸坯,并对其微观组织和热塑性进行了研究。半固态加工技术解决了M2高速钢铸态坯料中碳化物偏析严重的问题,改善了铸态微观组织和热塑性加工性能。使其晶粒由发达的树枝晶变为细小圆整的等轴晶,共晶碳化物明显比常规铸态中的薄而少,并且其共晶碳化物不同于常规铸态组织中那样发达的网状组织,碳化物网的连续度也大大降低;因此这也提高了它的热塑性,且锻后半固态坯料的碳化物不均匀度低于常规铸态;然而其在单向应力下的最佳热塑性温度范围没有改变,仍然是900~1200℃。

一种工作辊用半高速钢变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对一种自行设计的工作辊用半高速钢进行了热压缩试验,测得了该半高速钢在温度为1 000~1150℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)变形条件下的应力-应变曲线,建立起该半高速钢的热变形方程及热加工图。研究结果表明该半高速钢的热变形激活能为622.3 kJ/mol。根据其热加工图,1 000~1 050℃、应变速率0.001~0.01 s^(-1)以及1 050~1 150℃、应变速率为0.001~1 s^(-1),为该半高速钢最佳锻造条件。

表面预置铬粉超声冲击和退火处理后半高速钢的显微组织和耐磨性能

对表面预置铬粉的铸态半高速钢进行超声冲击处理,再进行450℃×2h退火处理,研究了处理前后其表层的显微组织与高温(400℃)耐磨性能。结果表明:铸态试验钢的组织由索氏体和碳化物组成,经超声冲击+退火处理后,索氏体中的渗碳体片断裂、球化,表层组织细化。经超声冲击+退火处理后,试验钢的表面硬度提高,表层硬度呈梯度分布,强化层厚度达2.5mm;高温耐磨性能提高,磨损率由铸态的0.997 mg·min-1下降到0.640 mg·min-1,摩擦因数由铸态的0.547下降到0.509,磨粒磨损程度减轻。