真空加压气淬工艺对W2Mo9Cr4VCo8(M42)钢组织和性能的影响

以W2Mo9Cr4VCo8(M42)钢为研究对象,研究不同真空气淬压强(1、5和9 bar)对W2Mo9Cr4VCo8(M42)试验件的心部组织、硬度及淬透效果的影响。研究表明,在不同气淬压强下试验件的淬透性不同,1 bar气淬条件下,可以淬透的尺寸为10 mm以下;5 bar气淬条件下,可以淬透的尺寸为30 mm以下;9 bar气淬条件下,可以淬透的尺寸为90 mm以下。淬火+三次回火后试验件的金相组织均为回火马氏体、碳化物及残留奥氏体。并对W2Mo9Cr4VCo8(M42)铣刀进行加压气淬试验,得到了满意的效果。

冲头用M42高速钢的性能研究

针对精冲领域高端冲头依赖进口的现状,河冶科技在冲头用M42高速钢的基础上,围绕成分、组织、制备工艺等几个方面进行研究,开发出了性能更好、寿命更长的冲头专用钢。从影响冲头使用寿命的材料颗粒度、不均匀度、硬度以及热处理等因素中明确了关键指标,并对其进行了评价及控制。结合热力学软件Thermo-Calc对其进行热力学计算,得到了M42钢转变过程中的主要组成相及其溶解温度,Ac1和Ac3计算结果分别为834℃和852℃。结合金相显微镜、扫描电镜等检测手段,分析了冲头专用钢M42的组织,特别是碳化物的尺寸和分布;研究了退火态和热处理态中第二相的析出规律,并评价了性能。结果表明:经过热加工变形和退火后,冲头用钢M42中碳化物均匀细小,淬火温度在1 160~1 180℃时晶粒度控制在9~10级,530~570℃回火后具备优异的强度和韧性。经过合理的热处理,硬度达到66.5~67.5 HRC,无缺口摆锤冲击试验测得的冲击韧性>15 J,满足冲头领域对材料性能的需求。

SPS烧结M42粉末冶金高速钢的显微组织与性能

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了M42粉末冶金高速钢,研究了SPS烧结M42粉末冶金高速钢及其热处理后的显微组织与性能。结果表明:与普通粉末冶金高速钢相比,SPS烧结制备的M42粉末冶金高速钢显微组织均匀、晶粒细小、无碳化物偏析。经过在1180℃×5min×550℃×1h的热处理后,硬度比普通粉末冶金高速钢提高1～2HRC。

M42高速钢的热塑性和脆性特征

本文对铸态Ｍ４２高速钢的热塑性进行了研究，发现在１０７５℃～１１２５℃之间存在着高的热塑性峰值区域，断面收缩率超过７０％，延伸率超过４５％。指出，在对Ｍ４２钢进行热加工时，采取适当措施，可提高成材率。文章分析了Ｍ４２钢较脆的原因，提出改善其韧性和塑性的措施。

EM42与GCr15干摩擦磨损性能的研究

在HT-1000型高温摩擦磨损试验机上对M42高速钢的进行干滑动摩擦磨损试验。利用SEM观察并分析摩擦面磨损形貌及磨损机理。结果表明:M42高速钢在与GCr15钢配副干摩擦条件下,随着摩擦速度的增加,摩擦系数先降低后升高再降低;当摩擦热累积达到一定值后,摩擦表面产生严重塑性变形和化学变化,摩擦副表面起初产生氧化磨损、粘着磨损、磨粒磨损和犁沟磨损,形成转移润滑膜。此时摩擦系数较低,但磨损率相对又有所回升。

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。

放电等离子烧结制备M42/45钢双金属复合材料及界面形成机理

利用放电等离子烧结(SPS)技术一次性实现了M42粉末高速钢的制备及其与45钢的连接,得到双金属复合材料,并对其界面的显微组织、元素分布进行了分析;结合传统的扩散理论,提出了连接机制模型,并对相界面的形成机理进行了探讨。结果表明:M42/45钢复合材料连接界面组织分布均匀,没有裂纹及大孔洞出现,界面结合紧密;复合材料的界面形成机制为熔合连接与扩散连接的协同作用,其中烧结初期以熔合连接为主,后期扩散连接逐渐成为主导。

放电等离子烧结制备M42粉末高速钢／45钢双金属复合材料

利用放电等离子烧结方法一次性实现了M42粉末高速钢及其与45钢双金属复合材料的制备,分析了连接接头的界面形貌,测试了连接接头的结合强度。结果表明:在970℃×10 min、压力70 MPa烧结工艺下制备的复合材料连接接头组织致密均匀,复合材料实现了冶金结合,结合强度可达到550 MPa。

SPS烧结M42粉末高速钢的烧结工艺研究

采用放电等离子烧结技术制备M42粉末高速钢,研究不同烧结工艺对M42粉末高速钢性能的影响。结果表明：M42粉末高速钢经970℃×10 min×70 MPa SPS烧结后,其显微组织细小均匀、无碳化物偏析,致密度达到96.53%;经1 180℃×5 min＋550℃×1 h热处理后的硬度达到67.36HRC,与普通M42高速钢相比提高1-2HRC。

热处理对超硬高速钢M42冷拔材组织和塑性的影响

采用中间退火、炉冷退火及相变退火等工艺处理W2Mo9Cr4VCo8(AISI M42)超硬高速钢冷拔钢丝(Φ5.2 mm、Φ4.96 mm),研究分析了不同组织因素对M42材料形变硬化和塑性的影响规律。结果表明,位错密度、铁素体晶粒度及亚微米级碳化物,在不同程度上影响M42高速钢形变硬化和塑性失稳行为。800℃中间退火和860炉冷退火能够显著降低铁素体位错密度,在一定程度上恢复加工硬化能力、改善M42高速钢加工塑性。860℃加热+750℃等温相变退火能够获得低位错密度、细小晶粒内部弥散分布亚微米碳化物颗粒的均匀复相组织,有利于提高材料加工硬化能力,使M42钢延伸率提升至20%。

EM42与TC4干摩擦磨损性能的研究

在MMW-1高温高速摩擦试验机上进行M42高速钢的高速干滑动摩擦磨损试验。利用SEM观察并分析磨损形貌及磨损机理。结果表明:M42高速钢在与TC4钛合金配副干摩擦条件下,随着摩擦速度的增加,摩擦因数和磨损率先降低后升高。当摩擦热累积达到一定值后,摩擦表面产生严重塑性变形甚至形成润滑薄膜。随着载荷的增加,摩擦表面起初产生犁沟磨损、磨粒磨损和粘着磨损,形成转移润滑膜,该膜厚度增加并被带走脱落;摩擦系数先降低然后升高,磨损率随着载荷的增加而逐渐上升。

热处理对喷射成形M42高速钢显微组织及硬度的影响

探讨了淬火和回火温度对喷射成形M42高速工具钢显微组织及硬度的影响。结果显示:淬火温度低于1180℃时,钢的淬火态硬度随温度升高而增大;高于1180℃之后,钢的淬火态硬度随温度升高而减小。淬火温度升高过程中,钢中碳化物的数量呈减少趋势,马氏体不断粗化,同时残留奥氏体数量逐渐增加。钢的硬度随回火温度的升高逐渐增大,并在550℃时达到极大值,随后逐渐减小。回火温度升高过程中,马氏体中不断析出碳化物并聚集长大,同时马氏体和部分残留奥氏体会向回火马氏体转变。

加热温度对M42高速钢盘条组织和性能的影响

论述了退火加热温度对M42高速钢盘条组织和力学性能的影响,指出退火加热温度为880℃时盘条组织中的碳化物细小、分布均匀且此温度下盘条的断面收缩率最好,利于盘条的拉拔。

干喷工艺对高速钢M42-弹簧钢D6A双金属带锯条性能的影响

通过二元影像测量仪观察锯条干喷处理后的表面压应力、覆盖率、齿尖状况,不磨合锯切GCr15棒材的齿尖崩刃情况和锯切45~#钢和空转疲劳寿命试验研究表面处理干喷砂工艺参数(压缩空气压力0.1~0.4 MPa,运行速度4~1 m/min)对M42(/%:1.08C,1.5W,9.4Mo,3.8Cr,1.2V,8.0Co)-D6A(/%:0.48C,1.0Mo,1.1Cr,0.1V,0.6Ni)双金属带锯条性能的影响。结果表明,锯条经合适的参数-压缩空气压力0.3 MPa和运行速度3m/min,背部表面覆盖率达到100%,干喷后,齿尖形成稳定的圆角,承受切割和振动的冲击力,以提高锯条齿尖的耐磨性,齿部的平均使用寿命提高66%,背部疲劳试验寿命提高45%~70%。

表面喷砂工艺对高速钢M42-弹簧钢X32双金属带锯性能的影响

通过二元影像测量仪和扫描电镜研究了湿喷、干喷和抛丸工艺对高速钢M42-弹簧钢X32双金属带锯不磨合试切GCr15钢齿尖崩刃和空转背部疲劳寿命的影响。结果表明,干喷可以保证齿尖形成稳定圆滑的表面,承受切割和振动的冲击力和增加锯条背材表面残余压应力,提高疲劳寿命,是该双金属锯条最合适的表面处理方式。

电渣重熔M42高速钢稀土孕育处理工艺实践

使用稀土对高速钢进行孕育处理可改变高速钢碳化物形貌和提高高速钢热塑性。通过20 t MIF+25 t LF+25 t VD+4 t ESR工艺试验和批量生产结果表明,采用VD过程在钢中Al 0.12%时加0.1%镧铈混合稀土合金及ESR过程用6%REO_(2)渣系,M42钢RE含量稳定在0.027%~0.038%,夹杂物形貌和钢的热塑性都得到明显改善。

合金钢热处理脱氢及其现实意义

阐明氢气对合金钢品质的影响及其宏观表现、氢含量与钢材范性形变的关系、热处理脱氢的理论依据和热处理脱氢工艺的基本模型 ;

高速工具钢冲头断裂失效分析与改进措施

针对高速工具钢拉拔过程中发生断裂问题,以M42高速工具钢冲头为例,分析了硬度、晶粒度、回火度、过热度、碳化物不均匀度和颗粒度等指标,并实施了改善措施。认为断裂韧性差是造成M42高速工具钢冲头断裂失效的主要原因。通过降低淬火温度,控制热处理后硬度≦66.5 HRC等措施,M42高速工具钢冲头断裂情况大大改善。

深冷处理对高氮M42高速钢组织与性能的影响

以无氮和高氮M42高速钢为对象,研究了深冷处理对显微组织、硬度、红硬性和压缩性能的影响规律。结果表明:无氮和高氮M42高速钢的淬火组织主要由马氏体、残余奥氏体以及未溶的M2C和M6C碳化物组成,氮的添加将增加残余奥氏体含量;深冷处理能促进残余奥氏体向马氏体转变,且随着深冷温度降低和深冷时间延长,残余奥氏体转变更加充分;深冷处理并回火后残余奥氏体基本转变。深冷处理可以显著提高实验钢的回火硬度和红硬性,且随深冷温度的降低和时间的延长逐渐增加,但对其室温压缩性能影响不大。优选的深冷工艺为-130或-196℃深冷4 h,能提高钢的回火硬度约0.9HRC~1.2HRC、红硬性约1.3HRC~1.8HRC。氮合金化能显著提高钢的硬度、红硬性和抗压强度,但略微降低压缩断裂应变。

脉冲爆炸-等离子体处理M42高速钢的表面改性

为了提高M42高速钢的表面硬度和耐磨性,利用脉冲爆-炸等离子体(PDP)对该钢进行表面改性。通过SEM、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机研究了脉冲处理前后表面形貌、元素成分、表面硬度和耐磨损性的变化。结果表明,表层马氏体(α-Fe)向奥氏体(γ-Te)转变,少量碳化物FeW_3C溶解于γ-Fe中,表层出现残余压应力且晶粒细化,沉积在表面的"雨滴"状熔滴由W和O等元素组成。经两次脉冲处理后硬化层最厚耐磨性较好。