淬火温度对M_6C强化2200 MPa级超高强度钢力学性能的影响

40CrNi2Si2MoV马氏体钢中大尺寸碳化物存在会影响其力学性能,通过成分设计优化和合理的热处理工艺可以有效提高材料的强韧性。研究了M_(6)C碳化物在不同淬火温度(860~1150℃)下对超高强度钢力学性能及显微组织的影响,并通过SEM、TEM等表征方法对M_(6)C颗粒尺寸、数量及成分的演变进行了研究。结果表明,大尺寸M_(6)C颗粒使超高强度钢韧性降低,880℃淬火试样中的M_(6)C颗粒尺寸较大(~400 nm),容易在大尺寸M_(6)C周围造成应力集中,减弱了基体与M_(6)C碳化物的结合力,易在M_(6)C碳化物周围萌生裂纹,致使材料发生断裂。随着淬火温度升高,试验钢中M_(6)C颗粒尺寸减小、数量降低,且提升了M_(6)C颗粒中Si的浓度,M(Fe、Mo、Ni、Co)6C中原子被Si取代,提升了M_(6)C碳化物的稳定性;1050℃淬火温度试验钢中M_(6)C颗粒尺寸为25 nm,同时抑制原始奥氏体晶粒(8.5μm)长大,试验钢抗拉强度为2227 MPa,伸长率为7.0%,实现良好的强韧性匹配。

一种高强耐热轴承钢的微观组织及力学性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉伸试验和洛氏硬度计等研究了一种新型成分优化的超高强度轴承钢经不同工艺热处理后的微观组织及力学性能。结果表明,在1040~1080℃范围内,随着固溶温度的升高,试验钢的抗拉强度逐渐升高,屈服强度逐渐降低。试验钢经1060℃固溶1 h后油淬及两次(-73℃冷处理2 h+540℃回火2 h)处理后,抗拉强度达到1997 MPa,屈服强度达到1600 MPa,断后伸长率达到12%,断面收缩率为55%,具有优异的强韧性能;随固溶温度的升高,试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,从19μm增加到50.9μm,未溶碳化物含量明显减少,残留奥氏体含量逐渐增多,其中,残留奥氏体含量增多是导致屈服强度逐渐降低的主要原因;试验钢中大量存在M_(6)C和Laves两种不同种类的析出相,其中M_(6)C碳化物在固溶阶段起到细化晶粒作用,Laves相在回火过程弥散析出,是试验钢获得超高强度的主要强化机制。

奥氏体化温度对超强耐热齿轮轴承钢显微组织和强韧性的影响

新型超强耐热齿轮轴承钢具有优越的强韧性。通过改变钢的淬火加热温度,结合拉伸、冲击、断裂韧度等力学性能测试以及TEM,SEM,EDS等微观分析技术,研究不同奥氏体化温度下钢的显微组织与力学性能。结果表明:1060℃奥氏体化后,钢中存在未溶碳化物M_(6)C,冲击功和断裂韧度较低;1080~1100℃奥氏体化后,M_(6)C碳化物固溶,冲击功和断裂韧度显著增加。在1060~1100℃奥氏体化后,抗拉强度和塑性变化不大,规定塑性延伸强度随奥氏体化温度的增加略有降低。M_(6)C碳化物加速裂纹的萌生与扩展,导致韧性下降。在1080~1100℃奥氏体化后,超强耐热齿轮轴承钢可获得超高强度和高韧性,抗拉强度不小于2000 MPa,规定塑性延伸强度不小于1800 MPa,断裂韧度不小于100 MPa·m^(1/2)。

Ni-Cr-Fe-Mo-Co-W合金中宏观“黑斑”缺陷的特征分析

将晶界萃取碳复型技术同其它实验技术相配合 ,研究了Ni-Cr-Fe-Mo-Co -W合金宏观“黑斑”缺陷特征的形成原因 ,认为“黑斑”缺陷主要是由晶界易腐蚀引起的。在“黑斑”区不均匀富集的钨、钼元素主要以数量较多、尺寸较大的富含钼、钨的M6C形式存在于晶界上 ,使“黑斑”区的晶界易受腐蚀。该合金中的“黑斑”缺陷具有元素的宏观偏聚和微观偏聚相结合的特点。

YGD2201合金精密铸造吊牙的显微组织的观察分析

合金晶界和晶内的主要存在相为粒状和小块状M_6C和MC型碳化物及大都与基体保持共格关系的尺寸约为88nm的球形γ′相。测定了它们的化学组成,发现M_6C大都为A_3B_3C,MC中含有较高的钛,M_6C中含有较高的钼,γ′中钛含量较低,但含有一定的钨量。合金的高温强化机制为;γ′相周围的较高应力场对位错运动的阻碍和γ′的较高反相畴界能使超点阵位错难于切割通过;数量较多的M_6C和MC的有效高温强化。

基于数字图像处理的粉末冶金高速钢中碳化物表征研究

针对粉末冶金高速钢中碳化物小、多、杂带来的表征难题,基于数字图像处理技术,借助高通量场发射扫描电镜,建立了一种粉末冶金高速钢中的碳化物定量统计表征方法。该方法通过对大量SEM图像进行滤波、双阈值分割、特征提取、膨胀、腐蚀及骨架提取等处理,快速获取SEM图像中碳化物定量统计分布信息。并将该方法应用于不同状态AHPT15M粉末冶金高速钢中MC、M_(6)C型碳化物尺寸、数量及分布的定量统计分析,结果显示:AHPT15M高速钢中碳化物尺寸范围分布为0~5μm,其中2μm以下碳化物占碳化物总数的95%以上。退火态高速钢中碳化物面积为21.62%,其中MC型碳化物为14.05%,M_(6)C型碳化物为7.57%;试样经热处理工艺后,碳化物面积减少为15.05%,其中MC型碳化物面积为10.47%,M_(6)C型碳化物为4.58%;所得碳化物定量统计结果与物理化学相分析统计结果相符。结果表明,该方法可快速统计识别大量粉末冶金高速钢SEM图像中的碳化物,统计结果更全面。

淬火温度对2200 MPa级超高强度钢力学性能与微观组织的影响

采用力学性能测试、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等材料分析方法研究了淬火温度对2200 MPa级超高强度钢的力学性能及微观组织的影响。结果表明,试验钢最佳淬火温度为1025℃,再经后续热处理能获得最佳的强韧性匹配,此时抗拉强度为2244 MPa,屈服强度为1836 MPa,U型缺口冲击吸收能量为59 J,断裂韧性为57.7 MPa·m^(1/2)。淬火温度较低时,出现粗大一次碳化物富Mo型M_(6)C碳化物,严重影响强度和韧性。随着淬火温度升高,一次碳化物逐渐减少,直至1000℃完全消失,当淬火温度高于1025℃时晶粒显著粗化,晶粒尺寸成为主要的负面影响因素。

M2高速钢中的M_2C碳化物

本文用扫描电镜研究了 M2 高速钢中的 M_2C 碳化物及其分解产物。在铸态下,M_2C呈“扇”状、片层状或长条状分布在晶界上。在热轧材中发现了两种混合碳化物颗粒:M_6C+MC 和M_6C+MC+M_2C。在冷拔加工时,混合碳化物易被拉裂。

高速钢中(M,Si)_6C 碳化物的研究

本文采用 W3Mo2Cr4V 和 Fe-16Mo-0.9C 两种合金,研究了 Si 对 M_6C 碳化物的组成和稳定性的影响,着重讨论了(M,Si)_6C 碳化物的组成和稳定性与含 Si 高速钢的相变和回火硬度的关系。分析表明,(M,Si)_6C 的稳定程度对含 Si 高速钢的回火硬度具有决定性的影响。提出了高速钢中能否使用 Si 作为合金元素的△W 判据。