W18Cr4V刀具钢低周疲劳行为及寿命预测分析

分别以室温与550℃高温环境对W18Cr4V刀具钢开展单轴低周疲劳测试,对比了不同温度下试样non-Masing行为变化情况,利用能量法实现了疲劳寿命的预测分析。研究结果表明当应变区间为1.2%时,初始循环阶段形成了最明显的硬化。在高温环境中位错更快发生湮灭,材料也更快进入循环软化的阶段,使得温度达到550℃时,材料表现出了更高软化率。达到1.2%的大应变程度时,材料形成显著non-Masing行为。当应变程度提高时,形成了更多的锯齿结构,逐渐提高应变幅值时,产生了更强的位错集体效应,加剧了锯齿屈服程度。低应变时形成了简单的波形结构,发生动态应变时效时产生了较小的热激活能;应变达到1.2%时,形成了复杂的波形,动态应变过程中产生了很大的热激活能。

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。

18Cr2Ni4W钢的热变形行为及热加工图

在变形温度为850~1200℃,应变速率为0.005~0.5 s^(-1)及真应变为0.8的条件下,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对18Cr2Ni4W钢进行热压缩试验,分析其真实应力-应变曲线,基于双曲正弦函数,建立了18Cr2Ni4W钢的热变形本构方程;采用动态材料模型(DMM),建立了18Cr2Ni4W钢在真应变为0.8时的热加工图。结果表明:18Cr2Ni4W钢在热加工过程中发生了动态再结晶,流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而增加;峰值应力随应变速率的降低和变形温度的升高而降低。失稳区主要集中分布于变形温度为860~950℃、应变速率为0.03~0.5 s^(-1)的范围内,其显微组织为沿变形方向拉长的带状组织,并存在局部流动性,对应的功率耗散η值较低,小于0.2;安全区的显微组织是典型动态再结晶组织,功率耗散η值较高,在0.28~0.49之间。在真应变为0.8时,18Cr2Ni4W钢最佳的热加工工艺为:变形温度为975~1050℃、应变速率为0.01~0.14 s^(-1)以及变形温度为1050~1200℃、应变速率为0.01~0.5 s^(-1)。

脉冲爆炸-等离子体技术处理对W18Cr4V高速钢组织及性能的影响

脉冲爆炸-等离子体技术(PDT)是一种在大气环境下进行的表面改性技术.目前对PDT的研究主要集中在使用W电极改性,对其他电极改性效果研究不足.为探究电极材料为Ta时,在不同电容下PDT技术对的W18Cr4V高速钢改性效果和机理,使用Ta电极对W18Cr4V高速钢分别在800μF与1040μF电容下进行PDT处理,对处理后的物相、组织与性能进行了研究.采用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对材料表面物相与截面组织形貌进行观察.发现经PDT处理后试样表面形成一层改性层,不同电容条件下,改性层厚度不同,在改性层表面形成Fe4N、Ta5N6、Ta2O5等新相,改性层组织为超细晶马氏体、残余奥氏体与网状铁钨碳化物组织,Ta元素渗入到改性层一定厚度中.经过HX-1000SPTA型显微维氏硬度计和HT-1000高温摩擦磨损试验机对试样硬度和耐磨性能进行测试,发现硬度最高提升1.7倍,耐磨性能最高提升2.6倍.使用Ta电极对W18Cr4V进行PDT处理后,W18Cr4V性能得到大幅度提升.在不同电容下使用Ta电极对W18Cr4V高速钢进行PDT改性的效果与机理推进了对PDT的研究.

W18Cr4V钢的低温盐浴渗铬研究

讨论W18Cr4V钢低温复合盐浴渗铬,分析复合渗铬层的成分、组织、结构和机械性能,并检验了复合渗铬层的耐磨性。结果表明,W18Cr4V钢经氮碳共渗加低温盐浴渗铬复合处理可获得良好的渗铬层及优异的耐磨性。

W18Cr4V钢真空气淬和普通油淬的组织与性能比较

采用真空气淬法和普通空气加热油淬法分别对W18Cr4V钢进行热处理。利用金相显微镜和洛氏硬度计对热处理后W18Cr4V高速钢的组织和硬度进行了比较观察和测试分析。结果表明,两种淬火工艺处理的试样组织基本一致,均为隐晶形的淬火马氏体基体组织、大颗粒状的共晶碳化物和细小点粒状的二次碳化物及残留奥氏体,气淬后的组织更均匀;回火后的组织也很相似,为回火马氏体及未溶解的共晶碳化物和二次碳化物。经真空气淬的试样硬度(65HRC)仅比普通空气加热油淬的(66HRC)略有降低,但能满足工模具的硬度要求,而且试样表面光洁,呈银灰色,变形微小,对于要求精度不太高的零件,无需进行后续加工,对环境也无污染。

W18Cr4V合金工具钢在不同介质淬火后性能比较

通过对W18Cr4V合金工具钢在清水、锭子油和高压气体等淬火介质中淬火对比实验,研究 W18Cr4V合金工具钢在不同介质淬火工艺处理后的硬度和微观结构．研究结果表明,水淬火时试件表面与中心的温差较大,锭子油次之,高压气体较小;试件高压气体淬火时,温度剃度小,内部冷却比较均匀,可以预计,相应的热应力和热变形也比较小;应用较小压力的氮气能够实现淬透性比较好的W18Cr4V工具合金钢的高压氮气淬火处理．

脉冲N离子束轰击对TiAlN膜层和W18Cr4V高速钢结合力的影响

用电弧离子镀在刀具表面制备TiAlN膜层有利于提高其硬度和耐磨性能,但却降低了膜基结合力,影响其使用寿命。采用UVN 0.5D2I脉冲离子束辅助电弧离子镀沉积设备,在W18Cr4V高速钢基材上沉积TiAlN膜层。研究了基材N离子束轰击及在膜层沉积过程中N离子束辅助轰击对TiAlN膜层结合力的影响。结果表明:膜层沉积之前,N离子轰击与基材原子发生了相互作用,造成了原子级洁净的表面,形成了大量的高密度形核点,且形成了含有N元素的改性层;在膜层沉积初期,脉冲N离子束轰击形成了由W,Cr,V,Fe,N,Ti,Al元素组成的具有一定厚度的"扩散层",其与"改性层"的共同作用是膜基结合力提高的主要原因,膜基结合力最高为80 N。

W18Cr4V钢制滚刀离子氮化脆性剥落研究

针对W18Cr4V钢制滚刀使用过程中在滚刀棱角处出现厚度约为0.05～0.07 mm的脆性剥落现象,对滚刀热处理工艺、显微组织和硬度进行了分析。结果表明,滚刀的脆性剥落是离子氮化温度过高,保温时间过长,表面清理不干净等原因造成。通过调整离子氮化工艺,将原来的离子氮化温度由600℃降低到570℃,适当缩短保温时间等措施,防止了脆性剥落现象的再次发生。

高速钢W18Cr4V的锻造及热处理

对W18Cr4V钢的性能特点进行了分析,阐述了W18Cr4V钢的锻造及热处理工艺的合理制定.

W18Cr4V钢等离子相变强化层的组织与性能

采用压缩氩弧等离子体对高速钢W18Cr4V进行了表面强化,对等离子强化层的显微组织和显微硬度进行了研究。结果表明:等离子强化层基体由板条马氏体与针状马氏体混合组织、残余奥氏体、碳化物组成,且α Fe[111]//γ Fe[110],碳化物主要为M6C、M23C6、MC、M2C等,晶粒度级别从7～8级增加至11～12级;强化层的显微硬度随深度呈非线性关系,最高硬度达1000HV0.1。且随工作电流的增加,强化层深度增大,但表面硬度下降。

W18Cr4VCo5钢表面PCVD复合陶瓷涂层的摩擦学研究

用等离子体化学气相沉积(PCVD)技术对挤压模具钢表面进行复合陶瓷强化处理,用环 块摩擦磨损试验模拟金属挤压的磨损过程,研究了复合陶瓷表面强化涂层的摩擦磨损特性。用俄歇电子能谱(AES)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了表面涂层的元素分布、相结构和磨痕形貌。结果表明,W18Cr4VCo5钢表面PCVD陶瓷涂层具有显著减摩抗磨能力。

激光冲击功率密度对W18Cr4V钢表面性能影响的研究

采用波长1.06μm、脉宽20 ns的钕玻璃激光对W18Cr4V高速钢进行强化。研究了激光功率密度对W18Cr4V钢强化层显微硬度和残余应力的影响。结果表明:经激光冲击强化后的W18Cr4V钢奥氏体晶粒细化,细晶强化作用显著;不同的激光功率密度都能在冲击区横截面上形成由表及里的显微硬度梯度和一定深度的残余压应力层。随功率密度的提高,硬度峰值和最大残余压应力增大,硬化层和残余压应力层的深度增加。当采用3.6 GW/cm^2的功率密度时,表面硬度峰高达1125 HV0.1,表面残余压应力最大值约-220 MPa,并可获得0.8 mm左右的硬化层和1.4 mm左右的残余压应力层。

热处理工艺对W18Cr4V钢齿轮挤压凸模寿命的影响

在分析齿轮挤压凸模失效原因的基础上,通过调整凸模热处理工艺,延长了齿轮挤压凸模的使用寿命。

冷处理对W18Cr4V钢组织及性能的影响

以W18Cr4V钢为研究对象,采用透射电镜和硬度测试仪分析不同冷处理方式下该钢组织及硬度的变化规律。结果表明,冷处理前W18Cr4V钢的马氏体片上出现密集分布的孪晶和位错网,冷处理后马氏体孪晶带上弥散析出了细小的碳化物,尺寸约为5～10 nm,且碳化物的数量随着冷处理次数的增加而增加;W18Cr4V钢的硬度随着冷处理温度的升高而降低,较未处理试样,冷处理可提高W18Cr4V钢硬度。

W6Mo5Cr4V2高速钢刀具真空渗碳的组织与性能研究

本文对表面碳量为１．１７－１．５８％的渗层组织与性能进行了探讨。试验结果表 明：真空渗碳的 Ｍ２＊＊高速钢，获得最佳二次硬化效应所对应的碳量是个区间，渗层 中淬火碳化物的类型及成份变化与冶炼的高碳高速钢不尽相同，渗层淬火碳化物的分 布和形态得以明显的改善，渗层淬火基体的 Ｗ．Ｍｏ，Ｖ合金含量比心部增高，最高回 火硬度可达ＨＲＣ６８－６９，６００℃红硬性为ＨＲＣ６５－６６，冲击值与Ｍ２高速钢常 规处理的相当。真空渗碳指形铣刀实际铣削考核，使用寿命比常规处理的Ｍ２铣刀有 成倍提高。

W_(18)Cr_4V高速钢稀土离子硫氮碳共渗

介绍了RE元素对W18Cr4V高速钢离子SNC共渗组织和耐磨性的影响。结果表明 ,RE对改善组织 ,提高表面硬度 ,使渗层硬度梯度平缓 ,均可起到明显的作用。可有效地提高抗摩擦磨损 。

W18Cr4V钢的锻造

本文对W18Cr4V钢的性能进行了详细的分析,着重阐述了W18Cr4V钢的锻造工艺,并对锻后冷却和热处理做了详细的说明。

W18Cr4V钢稀土硫氮碳共渗对性能的影响

对W18Cr4V钢进行了稀土硫氮碳共渗研究。采用光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针等对共渗层的组织和结构进行了分析,并对渗层的硬度和耐磨性进行了测量。结果表明:W18Cr4V钢经稀土硫氮碳共渗后表面形成了FeS、Fe3(CN)等化合物,稀土共渗提高其硬度和耐磨等性能。

W_(18)Cr_4V钢钛催渗盐浴氮碳共渗工艺研究

试验研究了钛催渗对W18Cr4V钢盐浴氮碳共渗的影响,分别就盐浴处理温度和时间等工艺参数对试样表面性能影响进行了研究。试验结果表明,钛催渗剂的多少对提高共渗层表面硬度具有显著作用,钛催渗可显著缩短盐浴处理时间,有效提高渗层厚度和硬度,能得到质量良好的渗层。