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。

W6Mo5Cr4V2/A100复合材料的制备及摩擦性能

为了提高A100钢的摩擦学性能,采用气雾化法制备纯A100钢粉末及分别添加10%、17%、23%W6Mo5Cr4V2高速钢的W6Mo5Cr4V2/A100合金粉末,再利用粉末冶金工艺制备W6Mo5Cr4V2/A100复合材料。研究不同含量W6Mo5Cr4V2钢对复合材料力学性能和摩擦性能的影响,并探讨其磨损机理。结果表明,随着W6Mo5Cr4V2钢含量的增加,复合材料的硬度先上升后下降,且摩擦因数和磨损率都有不同程度的降低,但是材料的密度和韧性都略微下降。当W6Mo5Cr4V2钢含量为17%时,复合材料的摩擦性能最优,这与其优异的微观结构和力学性能有着密不可分的关系。

立式连铸高速钢W6Mo5Cr4V2 φ100mm坯的工艺试验

采用150 kg中频感应炉-150 kg过渡钢包在设计的中100 mm立式连铸机以结晶器振动频率1.2 Hz和振幅±3 mm,拉速0.4 m/min,二冷水压力0.2 MPa进行高速钢W6Mo5Cr4V2连铸试验,并测定了在不同工艺条件下高速钢莱氏体网的厚度和冷却速率。结果表明,与15 kg锭普通模铸高速钢W6Mo5Cr4V2相比,Φ100 mm立式连续铸造得到的高速钢铸坯低倍组织致密无缺陷,莱氏体网明显变薄,铸坯心部莱氏体网平均厚度≤16μm,晶粒明显细化;M2C和MC型碳化物的析出量增多,M_6C型碳化物的析出量减少,碳化物更加细小、均匀和弥散;铸坯边部的冷却速率为3.33×10^4K/s,r/2处为9.4×10^3K/s,心部为8.1×10^2K/s,冶金质量明显优于普通模铸。

激光冲击强化对W6Mo5Cr4V2高速钢材料表面性能的影响

目的研究激光冲击强化处理对W6Mo5Cr4V2(M2)高速钢材料表面性能的影响机理,探讨激光冲击强化处理可否作为提高M2高速钢刀具使用寿命的一种手段。方法以铝箔作为表面吸收层、流水作为约束层,采用高功率钕玻璃激光冲击系统对M2高速钢试样进行激光冲击强化处理,然后用砂纸对试样表面打磨,用研磨膏抛光表面,用硝酸酒精溶液浸蚀金相试样。分别用金相显微镜和扫描电镜对被冲击试样强化层的微观组织进行观察及分析,用显微硬度计测量激光冲击前后试样表层材料的显微硬度,用X射线应力测定仪测量激光冲击后试样表面的残余应力。结果当采用的激光波长为1064 nm、激光能量为9 J、光斑直径为3 mm、脉宽<12 ns、激光功率密度为12.7 GW/cm^2时,M2高速钢材料强化层中的奥氏体晶粒显著细化,形成位错马氏体与孪晶马氏体的混合组织,M2试样表面硬度较激光冲击处理前提高约6.67%左右。试样表面获得了约1.0 mm深的残余压应力层,最大残余压应力在表层,约为-155 MPa。结论激光冲击强化处理在一定程度上改善了M2高速钢材料的表面性能,有利于提高M2高速钢刀具的切削性能与使用寿命。

W6Mo5Cr4V2高速钢复合轧辊包覆层组织特征研究

采用电渣重熔水冷结晶器快速冷却W6Mo5Cr4V2高速钢熔体与电磁感应预热35CrMo锻钢芯棒相结合的方法制备复合轧辊包覆层,并研究了包覆层一侧的显微组织特征。运用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和X射线衍射仪观察和分析了靠近结晶器、包覆层中间区域和靠近复合界面三个典型不同位置处包覆层显微组织特征。结果表明:初始态下包覆层显微组织主要由珠光体以及呈连续、粗大和网状分布的晶界碳化物体组成。包覆层内各个区域的冷却速度不同使得组织形貌出现了明显的差异:外层靠近结晶器组织晶粒细小,晶界碳化物网的连续性和完整性较差;中间区域网状碳化物的连续性和完整性最强,且晶界碳化物增多、增大,晶粒粗大;靠近复合界面内层组织与外层相似,但其组织形貌介于外层和中间区域之间。

W6Mo5Cr4V2高速钢轧辊复合界面组织特征研究

采用水冷结晶器快速冷却凝固W6Mo5Cr4V2高速钢熔体与电磁感应加热35Cr Mo低合金锻钢芯棒相结合的方法制备了复合轧辊,研究了复合轧辊经过退火处理后的复合界面的组织特征和硬度变化。运用光学显微镜和扫描电镜分析了复合界面的组织形貌,并检测了界面两侧的硬度变化。结果表明：复合界面组织由W6Mo5Cr4V2高速钢层、扩散层和35Cr Mo低合金钢辊芯层三层组成。高速钢层由珠光体＋粗大的网状碳化物和粒状晶内碳化物组成;扩散层由细珠光体和晶界碳化物组成。从高速钢层一侧向辊芯层一侧的扩散层组织中网状碳化物逐渐断网、变细和减少;辊芯层组织由珠光体＋铁素体组成;复合界面的宽度约为0.8-1 mm,界面两侧合金元素扩散迹象明显;硬度在界面两侧落差大,但在扩散层内变化较为缓和。复合界面的组织特征和硬度变化结果表明：复合轧辊的形成是辊芯表面熔化与随后合金元素扩散综合作用的结果。

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

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。

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。

高速钢W6Mo5Cr4V2回火温度与硬度的曲线拟合分析

利用同温回火试验,获得高速钢W6Mo5Cr4V2在不同条件下的回火硬度数据。采用牛顿插值拟合法,得到W6Mo5Cr4V2钢回火温度与回火硬度的函数关系式。该关系式不仅解释了钢的回火硬度变化的物理意义,还能方便地预测W6Mo5Cr4V2的回火硬度。有利于回火工艺的设计和优化。

包渗温度对W6Mo5Cr4V2钢渗硼层组织和性能的影响

采用浆料包渗法,以B4C为供硼剂,NH4Cl+KBF4为复合活化剂,SiC为填充剂,蛋白质(鸡蛋清)为粘结剂,在W6Mo5Cr4V2高速钢表面制备渗硼层。研究了渗硼温度对渗硼层组织和性能的影响。结果表明:包渗温度650℃时,渗硼层组织以Fe2B相为主,在750℃、850℃时,形成了V2B3相,在950℃时渗硼层组织中出现了Fe2Si0.4B0.6相;渗硼层的显微硬度随温度的升高先增后降低,其最小显微硬度值为810 HV,为基体的(235 HV)3.5倍;渗硼层最小摩擦系数为0.12,为基体的1/3。磨损机制在750℃时发生转变,由粘着磨损为主转变为磨料磨损为主。

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。

硫化物对W6Mo5Cr4V2冷轧芯辊疲劳裂纹萌生的影响

硫化物夹杂对疲劳裂纹源萌生的影响有正负二重性。分析了硫化物形状、尺寸、分布和力学性能对高速钢W6Mo5Cr4V2冷轧芯辊疲劳断裂的作用。认为质软硫化物能够对脆性夹杂物起到包裹、缓冲过渡作用,减缓硬脆非金属夹杂物对基体产生的嵌镶应力,阻止疲劳裂纹的萌生。但其对基体的割裂作用依然存在。

高速钢W6Mo5Cr4V2渗氮研究

采用三种不同工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢进行渗氮处理。分析了不同工艺条件下渗氮层的组织、硬度、厚度和耐磨性。结果表明:氧氮共渗的效果最好。

交流磁化处理对W6Mo5Cr4V2高速钢耐磨性能的影响

研究了不同交流磁化参数下W6Mo5Cr4V2高速钢的耐磨性能,并利用扫描电镜观察试样磨损后的表面形貌。结果表明:与未磁化试样相比,经磁化处理的W6Mo5Cr4V2高速钢试样的磨损量及摩擦系数均有一定程度的降低,但不同磁化参数对W6Mo5Cr4V2高速钢试样有较大影响,在磁化参数为2 Hz、45 s时试样的耐磨性能最好。磁化处理能够减轻高速钢的粘着磨损,磁场对磨屑的吸附是其减摩的重要原因。

磁化处理对W6Mo5Cr4V2高速钢刀具加工质量的影响

利用自制的交流磁化装置对W6Mo5Cr4V2高速钢刀具进行了磁化处理,并在通用机床上使用经磁化处理的高速钢刀具及未经磁化处理的高速钢刀具进行了切削实验,实验结果表明:与普通高速钢刀具相比,经磁化处理后的W6Mo5Cr4V2高速钢刀具,其切削工件表面粗糙度得到改善.同时,磁化时间及磁化频率应视为磁化处理中的关键调节参数,不同磁化时间及频率下的W6Mo5Cr4V2高速钢刀具的切削性能有所不同,在低频下的效果更好.另外,实验结果也表明:经交流磁化处理的W6Mo5Cr4V2高速钢刀具能够降低切削过程中的切削力并抑制积屑瘤的产生,从而增加刀具的使用寿命并提高刀具的加工质量.

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。