Q&P工艺对VC_p增强复合耐磨合金力学性能的影响

采用消失模铸造法试制了一种VC_p增强的复合耐磨合金材料,并采用盐浴热处理法研究了淬火温度和碳分配时间等Q&P热处理工艺参数对其硬度和冲击韧性等力学性能的影响。结果表明:淬火温度和碳分配时间对材料的硬度和冲击韧性等力学性能指标有一定的影响。随着碳分配时间增加,耐磨合金硬度先缓慢增加,然后减少;而淬火温度对硬度虽然有一定的影响,但并不是很明显。随着碳分配时间增加,耐磨合金的冲击韧性逐步增加,且有一个较长的稳定期;当碳分配时间超过一定值后冲击韧性反而出现了下降。而淬火温度会影响其冲击韧性增加的速率。

复合变质剂对耐磨合金中VC_p形态与分布的影响

采用不同种类变质剂对基于VC颗粒增强的复合耐磨合金材料进行系列变质处理。试验结果表明,在复合耐磨合金材料中加入含钛元素和钠盐的复合变质剂进行变质处理,能使初生VC的数量有所增加,分布更加均匀,形态更为圆整并趋于球化。而未加变质处理的耐磨合金材料则颗粒粗大,且分布不是很均匀,形貌呈开花状;而加入含钛元素和稀土硅作为复合变质剂的耐磨合金材料则初生VC颗粒虽然分布较为均匀,但其颗粒的棱边并不圆滑,颗粒球化并不理想。

R180高钒耐磨弯管的凝固数值模拟

采用Pro-CAST软件对R180弯管三维建模,基于铸造工艺参数对弯管内胆凝固过程的温度场、应力-应变场进行耦合数值模拟,并将优化后的铸造工艺应用于试验生产。采用扫描电镜、显微硬度计、冲击试验机、超声波探测仪等手段,研究了模拟优化后的铸造工艺参数对铸造缺陷和碳化物析出的改善作用。结果表明,将钢液冷却至200℃以下,最大等效应力为128 MPa,较大缩孔出现在铸件与冒口、浇铸口交汇处;铸件中铸造缺陷少,组织均匀,碳化物分布均匀。

铸态Fe-0.45C-2.7B-1.5Al合金的凝固组织分析

利用Thermo-Calc绘制Fe-0.45C-2.7B合金相图及性质图,以分析合金的凝固顺序。通过光学显微镜、扫描电镜、电子探针、XRD、洛氏硬度计对两种Mn含量的铸态合金进行分析。结果表明:高硼钢的微观结构由铁素体、马氏体、珠光体基体和共晶硼化物组成。大部分铝分布在铁素体中。Mn在硼化物中分布较多,且随着Mn含量的增加,基体中马氏体和残余奥氏体增多,合金宏观硬度增加。

高钒耐磨合金在不同冷却方式下的高温氧化行为

研究了950℃高温下高钒耐磨合金的高温氧化行为,并研究了在随炉冷却和空冷两种不同冷却方式下的氧化增重与开裂行为.结果表明：氧化初期材料表面发生＂暂态氧化＂,所有元素均参与氧化反应,随后在炉冷时氧化增重比空冷时的氧化增重要大的多,当氧化8 h后单位面积氧化增重分别为82.7 mg·cm^（-2）与39.1 mg·cm^（-2）,炉冷与空冷氧化增质量相差一倍多.虽然在基体/氧化层界面形成了能起到一定保护作用的50~200 nm厚Cr2O3致密氧化层,但同时也存在疏松氧化层;而炉冷时样品以生长应力为主,氧化层发生＂翘曲＂现象,但较少引起氧化层脱落.然而空冷时冷却速度较大,氧化层内易产生较大热应力,致使氧化层较易开裂或者脱落.

VCp增强复合耐磨合金在不同Mn含量下的合金元素分布特征

为了研发一种具有更高韧性的VCp增强复合耐磨合金,熔炼具有不同锰含量的两种VCp增强复合耐磨合金,并采用Q&P热处理工艺,研究不同锰含量、不同碳配分时间对复合耐磨合金中主要合金元素面分布的影响,为该高韧性VCp增强耐磨合金的研发奠定基础。研究结果表明,V和Ti元素是强碳化物形成元素,基本都以碳化物的形式析出,基体中基本没有或很少固溶有V和Ti元素。而Cr、Mo则在碳化物和基体中均存在,一部分以碳化物形式存在,与VC、TiC构成共晶体;一部分固溶在基体中,能提高合金淬透性。而锰元素则主要固溶在基体中,且分布较为均匀;随着锰元素含量增加会出现局部锰元素富集;但是,当碳配分时间增加时,锰元素能在基体中逐渐地均匀分布。本研究为I&Q&P工艺能应用于VCp增强的复合耐磨合金提供了理论依据。

VC_p增强耐磨合金经不同Q&P工艺处理后的力学性能

采用消失模铸造法试制了一种新型VC_p增强的中锰耐磨合金,研究淬火温度和碳配分时间对中其硬度和冲击性能的影响。结果表明,Q&P热处理工艺对试验合金的硬度和冲击性能有明显的影响。随着碳配分时间增加,试验合金硬度先缓慢小幅增加,当超过600 s以后硬度上升加快;而淬火温度对硬度虽然有一定的影响,但并不是很明显。另外,随着碳配分时间的增加,试验合金的冲击性能是先增加到某一峰值以后反而减少;而不同的淬火温度对冲击性能到达峰值的时间先后和快慢有一定的影响。

高硼耐磨钢的锰、碳配分热处理及其组织性能

借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析仪等手段,研究了Fe-0.45C-2.7B合金的凝固组织以及Mn、C配分热处理后的显微组织、力学性能和耐磨性的变化规律。结果表明:合金凝固组织由Fe2B、Fe3(C,B)等硼化物和马氏体、残留奥氏体、珠光体和铁素体等基体组成。Mn、C配分后,合金基体转化成马氏体和残留奥氏体,合金硬度由63.3 HRC上升至64 HRC;冲击吸收能量由1.8 J提升至6.2 J;耐磨性比铸态时提高了4.1倍。

碳配分时间和锰含量对VC_p增强耐磨合金奥氏体含量和性能的影响

研究了等温碳配分时间和锰含量对VCp增强复合耐磨合金中残留奥氏体含量、宏观硬度以及冲击韧性及耐磨性的影响。研究结果表明,碳配分时间和锰含量对耐磨合金中硬质相的析出影响不明显,而对复合耐磨合金残留奥氏体含量、硬度、冲击韧性和耐磨性能等组织和力学性能有明显的影响。当Mn含量较低时,初始奥氏体含量较低,随着碳配分时间增加,耐磨合金中残留奥氏体含量增加,硬度减小,冲击韧性提高。当Mn含量较高时,则初始奥氏体含量较高,随着碳配分时间增加,耐磨合金中残留奥氏体含量因分解而减少,硬度逐渐提高,冲击韧性减小。而合金的耐磨性能与其硬韧积呈正相关。