4Cr5Mo2V钢与4Cr5MoSiV1钢组织和性能的对比

采用金相检验、冲击试验、扫描电镜及能谱分析等方法对4Cr5Mo2V钢和4Cr5MoSiV1钢的组织、性能进行对比分析,并用软件模拟计算相图。结果表明:4Cr5Mo2V钢较4Cr5MoSiV1钢的V元素含量降低、Mo元素含量升高,改变了钢中MC相的稳定性;4Cr5Mo2V钢中高熔点MC相液析碳化物的溶解温度和含量较4Cr5MoSiV1钢降低,使4Cr5Mo2V钢的冲击韧性增大。

淬火温度和回火工艺对4Cr5Mo2V钢高温耐磨性能的影响

将4Cr5Mo2V钢在1000~1090℃下淬火,并通过不同温度2次回火处理将相同淬火温度下试验钢的回火硬度分别调整至55,52 HRC,研究了淬火温度和回火工艺对显微组织、冲击韧性和高温(350℃)耐磨性能的影响。结果表明:回火硬度相同时,淬火温度过高或过低均会降低试验钢的韧性而加剧磨损表面材料剥落,从而降低耐磨性能;相同回火硬度下,1030℃淬火条件下试验钢的韧性和高温耐磨性能最好,1090℃淬火条件下最差;淬火温度相同时,较低温度回火试验钢因具有较高回火硬度,能够起到支撑表面氧化层的作用,其耐磨性能比较高温度回火时好;4Cr5Mo2V钢的推荐热处理工艺为1030℃×30 min油淬+560℃×2 h×2次回火。

4Cr5Mo2V钢贝氏体等温相变动力学

借助热膨胀相变仪测定压铸模具用钢4Cr5Mo2V在不同等温淬火温度下的贝氏体转变膨胀曲线,获得4Cr5Mo2V钢的贝氏体等温转变曲线。运用Johnson-Mehl-Avrami（J-M-A）和Arrhenius方程确定了等温相变动力学参数。结果表明：贝氏体相变激活能为160.35 kJ/mol,指前因子约为-12.59524,Avrami指数n的平均值为1.74758,通过这些相变参数确定的J-M-A动力学模型能够较为准确地预测贝氏体等温相变过程。

时间和粗糙度对4Cr5Mo2V钢离子氮化层高温磨损性能的影响

目的提高4Cr5Mo2V钢离子氮化层的高温磨损性能。方法以表面粗糙度(Ra)与氮化时间为变量,通过正交和单变量试验对4Cr5Mo2V钢进行离子氮化。使用显微硬度仪、光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、高温摩擦磨损试验机分别表征4Cr5Mo2V钢离子氮化层的表面硬度、显微硬度梯度、有效厚度、疏松度、物相及高温磨损性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和光学轮廓仪对渗层微观组织及高温摩擦磨损试样的磨损体积、磨痕形貌、截面形貌进行分析。结果氮化6 h时,渗层表面硬度及有效厚度均随粗糙度增加而增大,但疏松度均在3—4级,渗层质量差且高温磨损性能不佳;氮化10 h时,离子氮化效果与氮化6 h时相反,且Ra为1.05μm的试样氮化层逐渐减薄至200μm,渗层疏松度进一步增加至5级;当氮化时间达到14 h时,Ra为0.15μm的试样获得质量最优的氮化层,其渗层有效厚度为300μm,显微硬度梯度为5级,渗层疏松度为1级,该试样在高温摩擦磨损试验下,磨损率比Ra为1.05μm的氮化试样低64%,高温磨损性能显著提高。结论随着氮化时间的增加,表面粗糙度的增大会造成4Cr5Mo2V钢离子氮化层的减薄及疏松度的增加,使其高温磨损性能变差。表面粗糙度为0.15μm的4Cr5Mo2V钢经14 h氮化后,离子氮化层质量最佳,渗层的高温磨损性能有效提高。

对加入镍或钴元素的4Cr5Mo2V钢热疲劳性能的研究

以4Cr5Mo2V钢及分别含1%Ni、Co的4Cr5Mo2V钢为研究对象,在自制的热疲劳试验装置中进行热疲劳试验。研究分别加入1%Co或Ni对4Cr5Mo2V钢的热疲劳性能的影响,探索熔损+热疲劳的综合作用,利用超景深显微镜、扫描电镜、EDS能谱分析等对试样表面的形貌、组织和成分进行了分析。结果表明:加入钴和镍有利于减轻熔损;熔损早期没有产生,裂纹早期出现于15~45μm的表面氧化层中;含1%Co的4Cr5Mo2V钢基体表面裂纹密度较小,凹陷状区域较均匀,硬度稳定性较好,其热疲劳性能最好。

焊接电流对4Cr5Mo2V钢TIG焊接头组织与性能的影响

在不同电流(70,130,190A)下对4Cr5Mo2V钢进行钨极氩弧(TIG)焊试验,研究了焊接电流对焊接接头组织与性能的影响。结果表明:焊接接头由焊缝区、熔合区、完全淬火区、不完全淬火区和母材组成;随着焊接电流的增大,完全淬火区中回火马氏体增多,马氏体板条变粗,不完全淬火区中回火马氏体和珠光体变粗,这2个区域的硬度降低;随着焊接电流的增大,焊接热影响区的范围减小,焊缝区的晶粒尺寸增加,焊缝区的平均硬度降低;焊接电流为70A时,焊接接头的组织细小,整体硬度最高,焊接电流为190A时,焊接接头的组织粗大,整体硬度最低,但是组织均匀性较好,焊接电流为130A时,焊接接头组织均匀性较好,熔合区和热影响区范围均较小。

钒含量对4Cr5Mo2V钢显微组织与力学性能的影响

以4Cr5Mo2V钢的化学成分为基础,制备了钒质量分数分别为0.15%,0.55%,1.25%的试验钢,并进行了1 040℃真空淬火和不同温度(540,620℃)回火处理,研究了钒含量对试验钢显微组织、硬度和冲击韧性的影响。结果表明:随着钒含量增加,回火处理后试验钢组织中的晶粒均发生细化,析出的VC型碳化物数量增加,晶粒细化和析出强化作用增强,导致硬度提高;650℃回火时的析出碳化物数量较多,导致基体发生软化,硬度相比于540℃回火有所下降。540℃回火后,钒含量为0.15%,0.55%试验钢发生韧性断裂,后者的冲击韧性更好,冲击吸收功达到265 J;当钒含量增至1.25%时试验钢发生脆性断裂,冲击吸收功仅为26 J。620℃回火后,3种试验钢均发生韧性断裂,冲击吸收功均在200 J以上。

机加工刀具用W6Mo5Cr4V2钢开裂原因分析

通过宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验和SEM形貌分析等方法对机加工刀具用W6Mo5Cr4V2钢开裂原因进行了分析。结果表明,失效机加工刀具组织存在断续网状与堆集的多角状碳化物以及后续热处理工艺不当导致的刀具出现未淬透现象是造成刀具开裂的主要原因。刀具淬硬区与未淬硬区之间的过渡区域及芯部网状与堆集的多角状碳化物集中处会产生较大应力集中点,在刀具进行磨削加工工艺或操作不当时,表层拉应力超过材料强度极限,并在内部淬火应力作用下,在应力点产生裂纹并扩展,最终导致刀具崩裂。

喷丸工艺对4Cr5Mo2V钢表面性能与磨损行为的影响

利用白光干涉仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和残余应力仪等手段,研究了不同喷丸工艺对4Cr5Mo2V热作模具钢表层形貌与组织、力学性能以及摩擦磨损行为的影响。结果表明,经0.4 mmA+0.2 mmA+0.1 mmA强度复合喷丸处理后的试样有最强的强化效果,在位错强化与细晶强化的共同作用下,试样的表面硬度由520 HV0.1提高至601 HV0.1,残余应力峰值为-1141 MPa,较高的硬度与残余应力能够改善材料抵抗粘着磨损与磨粒磨损的能力,使得材料的耐磨性得到大幅改善,磨损率降低了60.7%,因此该工艺为最佳的喷丸处理工艺。

钴和镍对4Cr5Mo2V压铸模具钢抗热损伤性能的影响

4Cr5Mo2V是常用的压铸模具钢。在压铸铝合金的过程中,由于铝液的冲刷和粘附,模具会受到热损伤,如热疲劳和热熔损,导致其硬度降低甚至过早失效。为了研究镍或钴能否改善铝合金压铸模的抗热损伤性能,制备了4Cr5Mo2V钢和含1%Ni、含1%Co(质量分数)的4Cr5Mo2V钢试块,经淬火、回火后镶嵌于压铸模的定模中,随后压铸温度为800℃的ADC12铝合金200~1000次,检验了试块的宏观形貌和表面硬度。结果表明:压铸铝合金1000次后,4Cr5Mo2V钢试块粘铝最严重,并产生极少量网状裂纹;含Ni钢试块轻微粘铝,含Co钢试块粘铝最少,说明含1%Co的4Cr5Mo2V钢抗压铸铝合金的热损伤性能最好。此外,与压铸铝合金前的硬度相比,1000次压铸后,4Cr5Mo2V钢、含镍和含钴的4Cr5Mo2V钢试块的表面硬度相应下降了2.8、1.8和1.4 HRC,即多次压铸铝合金对含镍、含钴的4Cr5Mo2V钢表面硬度的不良影响小于4Cr5Mo2V钢,这与Co、Ni的固溶强化作用有关,有利于提高模具的耐铝液冲刷性能,使模具不易受到热损伤。

添加Co和Ni对4Cr5Mo2V压铸模具钢抗粘模和冲刷性能的影响

使用500 t卧式冷室压铸机对4Cr5Mo2V钢及分别含1%(质量分数)Ni、Co的4Cr5Mo2V钢进行铝合金压铸试验。使用金相显微镜、体视显微镜和超景深显微镜观察压铸不同模次后试样的表面形貌,采用肖氏硬度计测量试样表面硬度,对比分析Co、Ni的添加对4Cr5Mo2V钢抗粘模和冲刷性能的影响。结果表明:在压铸过程中,4Cr5Mo2V钢的表面粘模现象最严重,铝液冲刷最剧烈,表面硬度迅速下降。Co和Ni的添加能有效提高4Cr5Mo2V钢的抗粘模和冲刷性能以及硬度,且Co的作用要大于Ni。

淬火回火对W6Mo5Cr4V2Si新型高速钢组织与硬度的影响

采用不同淬火、回火工艺对W6Mo5Cr4V2Si新型高速钢进行热处理工艺试验,并对材料的微观组织及硬度进行了分析。结果表明:W6Mo5Cr4V2Si钢在1200℃以下淬火、600℃回火硬度较低;在1250℃淬火时,随回火温度的升高,材料的回火硬度下降,560℃左右回火后材料的硬度最高,为67.1 HRC左右,其组织主要由网状、半网状及颗粒状碳化物+回火马氏体组成。

W6Mo5Cr4V2钢氮离子注入表面改性层的摩擦学性能

对 W6 Mo5 Cr4V2钢进行氮离子注入 ,用销 -盘式摩擦磨损试验机考察了钢表面注入改性层的摩擦磨损性能 ;用扫描电子显微镜、俄歇电子能谱仪及微区 X射线衍射仪等考察了改性层的相组成、氮元素沿注入层深度方向的浓度分布及磨损机理 .结果表明 ,离子注入处理后钢表面显微硬度提高、残余压应力增大、表面粗糙度降、注入层中形成了大量细小弥散分布的硬质析出相ε- Fe2 - 3 N、Cr N及β- Cr2 N等 ,从而改善了材料的摩擦学性能 ,并导致磨损机理发生变化 .正交试验结果表明 ,氮离子注入对 W6 Mo5 Cr4V2钢摩擦学性能的改善程度与注入能量和注入剂量不成正比 ,注入参数存在最佳值 ,最佳注入能量为 10 0 ke V,注入剂量为 4× 10 1

预处理工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢组织与性能的影响

研究了预处理工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢组织与性能的影响。试验结果表明，与退火预处理相比，调质预处理的奥氏体晶粒细小，未溶碳化物少，残留奥氏体是多，屈服强度高，仍应力区疲劳寿命长，但抗弯强度、塑性、冲击韧度、断裂韧性都较低，高应力区疲劳寿命也短。

W6Mo5Cr4V2钢表面强流脉冲离子束辐照研究

利用扫描电镜(SEM)、台阶仪、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、显微硬度仪对W6Mo5Cr4V2钢经强流脉冲离子束(HIPIB)辐照前后试样的表面形貌、粗糙度、表层的组织结构及硬度进行了分析,探讨了'熔坑'和硬度'多峰'态形成的原因。结果表明,试样表面粗糙度随辐照次数的增加有所减小;辐照过程使该钢体心立方的马氏体α′-Fe向面心立方的奥氏体-γFe转变,碳化物溶解,马氏体溶碳量增大且晶粒细化,点阵畸变度增大,使W6Mo5Cr4V2钢表面硬度有较大的提高。

W6Mo5Cr4V2钢内裂纹愈合过程中碳化物的生长现象

采用物理模拟的方法研究了W6Mo5Cr4V2钢裂纹愈合区的组织特点。通过扫描电镜观察发现,在真空加热条件下高速钢裂纹的愈合过程与碳化物的生长有密切关系。碳化物在裂纹区的生长和聚集所产生的"桥接"作用实现了裂纹面之间的冶金结合。分析了碳化物在裂纹区的生长过程。

深冷处理对W6Mo5Cr4V2钢强度和冲击磨损性能影响的研究

研究了深冷处理对W 6Mo5Cr4V2钢的抗弯强度和冲击磨损性能的影响。研究结果表明 ,随深冷时间的延长 ,晶体中空位密度有所增加。经透射电镜观察 ,深冷处理后在马氏体的孪晶带上弥散析出颗粒为 3～ 6nm的碳化物。经深冷处理的W

W6Mo5Cr4V2钢可控渗氮的研究

介绍可控井式氮化炉合理控制氮化温度、时间和氨分解率的渗氮工艺 ,使W6Mo5 Cr4V2钢试样表面获得到致密无脆的 ε和 ε+ ν′白亮层和扩散层渗层组织。对渗氮后试样实测表明 ,该试样显微组织、脆性。

在脉冲电场中W6Mo5Cr4V2钢球化退火工艺

研究高速钢 (W 6Mo5Cr4V2 )在脉冲电场作用下球化退火的新工艺。试验结果表明 ,在保证得到良好球状珠光体组织和均匀球状碳化物的同时 ,可以降低加热及等温温度 。

氮离子注入对W6Mo5Cr4V2钢表面粗糙度的影响(英文)

运用Talysurf-6型轮廓仪,详细测量和分析了氮离子注入参数对W6Mo5Cr4V2钢二维和三维表面粗糙度评定参数(如高度参数Ra、Rq、Rtm,间距参数Sm、S、λq和形状参数Δq、Tp%、Rsk、Rku等)的影响.结果表明,随注入能量和注入剂量的不同,各评定参数的变化趋势也不同.氮离子注入使W6Mo5Cr4V2钢粗糙度高度参数值普遍下降,间距参数值有时增大、有时减小,出现不规则变化.同时对不同注入参数的注入表面还进行了自相关函数和功率谱函数分析,发现随注入能量和剂量的提高,在所观察到的频带范围内,各种频率的强度普遍降低,高频成分减少,表面自相关系数减小,使注入试件的表面变得光洁.