河冶及国外M42高速钢质量对比与分析

该文结合光谱分析仪、金相显微镜、扫描电镜和布氏硬度计等检测手段,对河冶和国外某厂家M42高速钢的化学成分、非金属夹杂、显微组织、碳化物分布和退火硬度等进行对比分析,并对热处理后的硬度进行了检测分析。结果表明:2种钢的化学成分、组织等指标均符合标准要求,同时实物质量存在一定差异。经过对比,国外厂家生产M42钢的碳饱和度略高于河冶,相同制度热处理后硬度偏高;组织方面,国外厂家生产的M42钢心部位置的碳化物颗粒度偏大、碳化物均匀性较差,部分碳化物存在开裂现象;钢中非金属夹杂尺寸较大,将影响钢的各项综合指标。综合各项分析结果,河冶M42高速钢非金属夹杂和碳化物控制水平更好,在对塑性和韧性要求较高的应用领域更具优势。

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。

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。

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。

高频往复条件下M42高速钢干摩擦特性研究

利用高频往复式摩擦试验机,设计正交试验方案,研究法向载荷、工作温度、往复频率和表面渗氮处理对M42高速钢(HSS)摩擦磨损性能的影响,利用扫描电镜(SEM)观察摩擦磨损表面微观形貌,并使用能谱分析功能(EDS)统计磨损微区的元素种类及含量,进而推断磨损机制。结果表明:在高频往复干滑动条件下,往复频率对摩擦系数的影响最显著,表面有渗氮层对磨损量的影响最显著,摩擦系数和磨损量与工作温度和往复频率呈负相关,与法向载荷呈正相关。

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。

用于不锈钢的M42高速钢钻头的切削性能研究

不锈钢难以被切削加工,包括钻削。为了解钻头的化学成分、硬度和显微组织对其钻削不锈钢的性能的影响,进行了钻削试验:即分别采用日本、我国台湾和韩国生产的成分有差异、切削刃的硬度相近、直径为10 mm的M42钢直柄麻花钻,在硬度≤187 HB的304不锈钢试块上钻154个盲孔。结果表明:硬度为67.7~67.9 HRC,适当降低含碳量,减少了大颗粒碳化物,碳化物细小、弥散分布,均有利于改善钻头钻削不锈钢的性能,避免钻头发生大块崩刃等现象。

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。

深冷及回火处理对高速钢M42组织和力学性能影响

采用金相显微镜、扫描电镜及硬度仪,研究了-196℃深冷处理与常规热处理工艺组合对M42高速钢微观组织及硬度的影响,所采用的组合工艺包括:淬火+深冷处理,淬火+深冷处理+回火,淬火+回火+深冷处理.结果表明:淬火后深冷处理24h的工艺能明显细化晶粒,提高M42高速钢的硬度,促进残余奥氏体向马氏体转变及碳化物析出并弥散分布,并改变了马氏体的形态.在回火前对M42钢进行深冷处理可降低二次硬化回火温度,峰值温度由525℃降至450℃,硬度值为998.2HV,较未深冷处理提高了5.0%.回火后深冷处理工艺对M42高速钢组织及硬度的影响不明显.

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。

M42高速钢电渣重熔及锻造退火后碳化物的析出

通过X射线衍射分析、光学显微镜和透射式电子显微镜观察以及相关热力学计算,对比研究了M42高速钢电渣锭及锻后退火两种状态所析出碳化物的类型、尺寸、分布及析出条件。得出M42高速钢电渣锭中的碳化物主要为Mo_2C亚稳态碳化物和少量Cr_7C_3碳化物,Mo_2C碳化物尺寸较大,主要呈层片状、纤维状和棒状沿晶界析出。锻造退火后的M42高速钢中碳化物类型主要为Cr_7C_3,VC和Fe_2Mo_4C,平均尺寸小于10μm且分布均匀,形态以方形、不规则球形和小颗粒为主。M42高速钢电渣锭中的Mo_2C在锻造过程中可以分解为Fe_2Mo_4C和VC。根据冶金热力学计算得出,Mo_2C和VC在固液两相区析出,析出温度分别为1 229和1 222℃;Cr_7C_3在固相中析出,析出温度为842℃。

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。

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%。

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。

M42超硬高速钢热处理工艺的研究

M42钢是目前国际上通用的一种超硬高速钢,被广泛应用于金属切削刀具的制造中,国内的许多工具厂也广泛地采用M42钢制造一些复杂刀具。近几年我厂对M42钢的使用也在逐年增加,如成型拉刀、轮槽铣刀、滚刀、剃齿刀、插齿刀。

M42高速切削立铣刀热处理

奥地利M42高速钢性能优异，某飞机制造厂将该材料制造的立铣刀应用于切削有色金属材料，代替通用高速钢W6M05Cr4V2材料，切削速度由2000-4000r／min提高到6000r／min，但在切削过程中刃部出现崩落现象，后经改进尺寸精度参数设计后也未能解决。为此，我们做了许多热处理试验以提高立铣刀的韧性。

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。

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。

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。