高碳高钒高速钢的高温硬度及热处理的研究
高速钢的热处理工艺探析
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收稿 日期 :0 1 1— 4 21-22
作者简 介: 曾凡娇(94 ) 湖北人 , 18一 , 助教 , 硕士在读 , 研究方 向为机械设计及制造 。
高速钢又名风钢 、 锋钢 , 其硬度高 , 工艺性 和强 量关系 ( :) 2 1。但是 , 同时增加碳和钒 , 会使 韧性降 韧性配合好 ,因此可大量用于制造形状复杂的切削 低 , 使锻造性能恶化。 () r 4 C。高速 钢淬火加热时 , 铬几 乎全部溶入奥 刀具 、 高温轴承和冷成型模具等。研究证明 , 刃具和 增加其稳定性 , 从而显著提高钢 的淬透性和 回 模具 的寿命 , 主要取决于热处理工艺的好坏。因此 , 氏体 , 火稳定性 。铬对高速钢的抗腐蚀和抗氧化脱碳能力 , 分析高速钢 的特点及性能 , 研究其热处理工艺 , 对在 生产实践中提高模具和刀具 的机械性能 、延长使用 也 有一定 提 高 。 () o 5 M 。钼造成二次硬化 , 提高高速钢的红硬性 寿命 , 具有重要 ห้องสมุดไป่ตู้现实意义。 和淬透性 。
生产 的刃具及 冷作模 具, 综合力学性能好 , 用寿命长 , 削时获得的零件表 面品质 高。 使 切
关键 词 : 处理 。 热 淬火 , 回火 中图分类 号: G1 1 T 6 文献标识码 : B 文章编号 :6 2 5 5 ( 0 2 0 — 1 5 0 1 7 — 4, 2 1 )3 0 3 - 2 X
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E up n Ma u a t n e h oo y No3, 0 2 q i me t n f c r gT c n lg . 2 1 i
热处理工艺对高钒高速钢组织与滚动磨损性能的影响
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摘要 :研究了 0 2种热处理工艺对高钒高速钢的硬度、冲击韧性、残余奥氏 量与滚动罾损性能的影响,并利用S M对 E
其 显 微 组 织进 行 了分析 ,筛选 出 了适 合 滚 动磨 损 的热处 理 工 艺。 研 究结 果 表 明 : 淬 火温 度 升 高 ,其 残余 奥 氏体 量 升 高 ; 回 火温 度 升 高 ,其 残余 奥 氏 体 量 减 少 。 淬 火 温度 为9 0 l 0 0 ~ 0℃ 时 , 回 收温 度 对 耐 磨 性 的 影响 不 大 ;l 5 ̄ 0 0 0 1 0℃ 淬 0 1 火 ,4 0 50℃ 回火 时 ,滚 动鏖 损 性 能 大 幅 度 提 高 。 以滚 动 耐 磨 性 为评 价 指 标 ,综 合 考 虑 热处 理 工 艺对 力 学性 能 、滚 5~ 5 动 耐 鏖 性 、设 备损 耗 及 生 产 成本 的影 响 ,最 适 宜 的 热处 理 工 艺 为 : 淬火 加 热 温度 l 5 0℃ , 回火 温度 4 0 50℃ 。 0 5~5
r t ie u t nt mo n s a d r ln a e it n e o i h v n d u h g p e t e r e an d a se i a e u t n o l g we r r s s a c f h g a a i m i h s e d s e l i we e s u i d n h i m ir s r c u e r n lz d b t d e 。a d t e r c o tu t r s we e a a y e y SEM,o t a e tte t e tt c n lg o p i l a r a m n e h oo y f r m h rl g o l we r wa a qur d i n a s c i .Th r s l h w h t e e e ut s o t a 。wh n t e q e c i g e p r t r n r a e , s e h u n h n t m e a u e ic e s s r t i e u t nt mo n s i c e s .W h n t m p r g t m p r t r n r a e 。r t ie u t n t e an d a se i a e u t n r a e e e e i e n e a u e ic e s s e a n d a s e i e
高速钢高温硬度行为的研究
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高速钢高温硬度行为的研究高速钢是一种常用的金属加工材料,因其高硬度、高耐磨性和良好的红硬性而备受青睐。
高速钢的高温硬度行为是评估其性能的重要方面,以下是研究高速钢高温硬度行为的几个关键方面:1. 热处理:高速钢的热处理是提高其硬度和红硬性的关键过程。
通过适当的热处理,可以改变高速钢的微观结构和组织,从而提高其硬度和耐热性。
研究不同热处理条件对高速钢硬度的影响,有助于优化热处理工艺,提高高速钢的性能。
2. 温度对硬度的影响:随着温度的升高,高速钢的硬度会发生变化。
研究不同温度下高速钢的硬度行为,有助于了解其在高温下的性能表现。
例如,在500℃和600℃时,W18Cr4V高速钢的硬度分别保持在HRC63~64和HRC62~63。
3. 合金元素的影响:高速钢中的合金元素对其高温硬度行为具有重要影响。
例如,钨、钼、钴等元素可以提高高速钢的硬度和耐热性。
研究不同合金元素对高速钢高温硬度的影响,有助于优化合金成分,提高高速钢的性能。
4. 表面处理:表面处理是提高高速钢高温硬度行为的重要手段。
通过表面涂层、渗碳、渗氮等处理方法,可以增加高速钢表面的硬度和耐热性,从而提高其高温硬度行为。
研究不同表面处理方法对高速钢高温硬度的影响,有助于开发新型表面处理技术,提高高速钢的性能。
5. 加工硬化:加工硬化是影响高速钢高温硬度行为的另一个重要因素。
在高温下,高速钢的表面会发生加工硬化,导致硬度增加。
研究加工硬化对高速钢高温硬度的影响,有助于优化加工工艺,提高高速钢的性能。
总之,研究高速钢高温硬度行为的关键在于优化热处理工艺、合金成分、表面处理和加工工艺等方面。
通过深入了解高速钢的高温硬度行为,可以为提高其性能提供理论依据和实践指导。
高速钢制备和热处理工艺的研究现状及发展趋势
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**高速钢制备和热处理工艺的研究现状及发展趋势**随着工业化和现代化进程的不断推进,高速钢作为一种耐磨、高强度的金属材料,在机械制造、汽车制造、航空航天等领域发挥着重要作用。
然而,高速钢的制备和热处理工艺至关重要,直接影响着材料的性能和使用寿命。
本文将从制备工艺和热处理工艺两个方面,探讨高速钢的研究现状和发展趋势。
**一、高速钢制备工艺**高速钢的制备工艺一直是材料科学研究的热点之一。
目前,主要有粉末冶金法、真空熔炼法和传统冶金法等几种制备工艺。
其中,粉末冶金法因其能够精确控制合金成分、均匀分布合金元素和优异的成形性能而备受关注。
其制备过程大致包括粉末混合、压制成型和烧结等步骤。
然而,粉末冶金法在提高材料密度、提高热稳定性和改善材料性能等方面仍存在一定挑战,需要进一步研究和改进。
近年来,纳米技术和表面工程技术的发展也为高速钢的制备提供了新思路。
通过控制纳米结构和表面处理,可以进一步改善高速钢的硬度、耐磨性和抗疲劳性能。
在未来的研究中,可将纳米技术和表面工程技术与高速钢的制备相结合,以期取得更好的性能提升。
**二、高速钢热处理工艺**高速钢的热处理工艺对其组织和性能有着重要影响。
热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等多个环节,每个环节都需要精确控制温度、时间和冷却速度等参数。
目前,传统的高速钢热处理工艺已经十分成熟,但在提高高速钢的耐磨性、高温硬度和抗疲劳性能方面仍有待突破。
近年来,激光表面处理、等离子氮化等新型热处理技术的出现为高速钢的热处理提供了新选择。
这些新技术不仅可以提高高速钢的表面硬度和耐磨性,还可以有效抑制变形和提高工件质量。
未来的热处理工艺研究将着重于新技术的应用和改进,以期实现高速钢材料性能的进一步提升。
**三、发展趋势**在未来的研究中,高速钢的制备和热处理工艺将继续向精细化、智能化方向发展。
随着人工智能、大数据和云计算等新技术的应用,高速钢制备和热处理工艺将实现智能化控制,从而更好地保证材料的品质和稳定性。
热处理工艺优化高速钢材料的刃口硬度和寿命
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热处理工艺优化高速钢材料的刃口硬度和寿命热处理工艺是提高高速钢材料刃口硬度和寿命的关键技术之一。
通过适当的热处理工艺可以优化高速钢材料的组织结构,提高刃口硬度和寿命。
高速钢是一种具有高硬度、耐磨性和热稳定性的金属材料,广泛应用于切削工具、冲压模具等领域。
热处理是高速钢材料制备过程中的重要环节,可以通过控制材料在高温条件下的组织转变,改善其力学性能和抗磨性能。
首先,在热处理工艺中,合理的加热和保温温度对于高速钢材料的刃口硬度和寿命具有重要影响。
高速钢的加热温度通常在1250℃左右,保温时间要根据材料的厚度与规格进行合理控制。
较高的加热和保温温度可以使高速钢材料中的粗晶相溶解并再结晶,使钢材的晶粒细化,进一步提高硬度和耐磨性。
其次,快速冷却是热处理工艺中的关键步骤之一。
快速冷却可以使高速钢材料中的奥氏体相变为马氏体相,并产生大量细小、均匀的碳化物。
这些细小的碳化物能够阻碍位错的运动,提高高速钢材料的硬度,并且能够增强材料的耐磨性。
快速冷却可以通过淬火或油淬等方式实现,具体冷却速率需要根据高速钢材料的成分和应用要求进行合理选择。
另外,适当的回火处理也能够优化高速钢材料的刃口硬度和寿命。
回火是指在高速钢材料的快速冷却之后进行适当加热和恒温保持的工艺步骤。
回火温度和时间的选择要根据材料的成分和应用要求进行合理调整。
合理的回火处理可以降低材料的内应力,减少材料的脆性和裂纹倾向,提高高速钢材料的韧性和耐久性。
此外,化学成分的选择也是优化高速钢材料刃口硬度和寿命的关键因素之一。
高速钢的化学成分应包含适量的碳、钼、钴等元素。
碳的含量控制在0.7%-1.4%之间,能够提高高速钢材料的硬度和耐磨性。
钼的含量应在4%-12%之间,可以显著提高高速钢材料的硬度和热稳定性。
钴的添加可以提高材料的抗热软化性和耐高温性能。
综上所述,通过适当的热处理工艺可以优化高速钢材料的刃口硬度和寿命。
合理的加热和保温温度、快速冷却和适当的回火处理能够改善高速钢材料的组织结构,提高材料的硬度和耐磨性。
热处理工艺对高碳高钒高速钢轧辊组织和性能的影响
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和应 用 。本文研 究 了淬火温度 、冷却方式 、回火
温 度 和 回 火 次 数 对 高 速 钢 轧 辊 组 织 和 性 能 的 影
响 ,确定 了高速 钢轧辊最佳热处理工艺参数 ,应
用 于 工 业 生 产 中 ,取 得 了较 好 的效 果 。
2 试 验 材 料 和 方 法
高 速 钢 用 2 0k 5 g碱 性 中 频 感 应 电 炉 采 用 不
氧化 法熔 炼 。钢 水熔 清 后 用 铝 脱 氧 ,钢 水 出 炉 温
11 0 C 时 ,马氏体 中饱 和的碳含量 、合金元素 0 含量达到合适程度 , 留奥 氏体也达 到合适程度 , 残
获得 了硬度 的峰值 。由于盐 冷和空冷速率小于油 冷 ,相 同淬 火温度下 ,淬 火组织中的残留奥氏体
金碳 化物的回火 马氏体 ,残 余奥 氏体冷却时转变
为马氏体 ,使 钢获得硬 化 ,硬度 出现峰值 ,温度
再升 高 ,合金碳化 物开 始聚集 、长大 ,导致硬度 下降。 1i0 C 淬火的试样 ,由于淬火组织 中残 留 0 奥氏体多 , 回火处理 时转 变成马氏体的数量多 , 硬
t c ia a a e e s we ed t r n d e hnc lp r m t r r e e mi e .Th e u t h w h tH S o l e c i g i at e r s lss o t a S r l qu n h n n s l
b t a i a d n b l y b tn te s r d cn r c l a h h s hgh h r e a ii u o a y p o u i g c a k e,t es ra eh r n s s hg t h u fc a d e s i ih
高钒高速钢的研究现状
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高钒高速钢的研究现状早在1861年,Mushet 首次冶炼了含有2.15%C、1.04%Si、0.58%Mn、0.40%Cr、5.44%W 的钢,由于这种钢在空气中即能淬火,所以Mushet 将此钢称为“自硬钢”。
这就是高速钢的前身,从上世纪三十年代末期,一直到五十年代,高速钢的硬度范围,始终在HRC62-66之间,有时还低于这个硬度范围。
钒首次加入高速钢中,是在1903年左右,当时是把钒当作一种净化剂以消除夹杂物和减少在钢中残留的含气量,因为钒具有强的脱氧能力。
钒作为重要元素加入高速钢中是在1928年,当时为提高切削性能,人们调整高速钢的成分,发现了钒含量在1%以上时,可以提高耐磨性能,于是形成了近代仍广泛应用的18-4-1型含钒高速钢(W18Cr4V)。
当时已认识到增加钒量的同时,必须增加碳含量,由于钒和碳必须成比例地提高,所以形成了高碳高钒高速钢。
可以说,高钒高速钢是基于刀具选材发展起来的,其钒元素含量大都在5%以下。
高钒高速钢用于生产轧辊是一次应用上的创新,与生产刀具相比,其成分也进行了进一步的调整,主要有以下几个方面:(1)有较高的C和V含量,钒含量一般提高到3-8%。
其目的是为得到MC 型碳化物,有效地提高轧辊的耐磨性和使用安全性。
(2)有较高Cr含量,增加Cr含量,使轧辊中含有一定数量的M7C3型碳化物,对改善辊面的抗粗糙性,降低轧制力是有益的。
(3)离心铸造高速钢轧辊中含有5%以下的Nb,以降低高速钢中合金元素密度差(主要用于平衡钨、钒形成的MC型碳化物与铁的密度差)过大引起的偏析。
(4)Co 提高高速钢的红硬性,应用于热轧机上的高速钢轧辊,加入Co可明显提高耐磨性,热轧高速钢轧辊中一般加入10%以下的Co。
在高钒高速钢应用于轧辊取得成功的背景下,河南省耐磨材料工程技术研究中心通过调整成分(将钒含量提高到10%左右,去掉钨、降低铬含量),首次将高钒高速钢成功地应用于粉磨行业,取得显著成效。
热处理工艺对高钼高钒高速钢轧辊组织和性能的影响
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30o 高速钢硬度变化 不明显 , 5 C, 超过 45o 随 回火温度升高 , 7 C, 硬度升高 , 并在 55o 达到最 高值 , 2 C 继续提高 回火温
度, 硬度 降低 。二次 回火后硬度变化 不大 , 次回火后 , 三 硬度反而 降低 。空 冷高速钢 轧辊 , 淬透性 差 , 油冷高 速钢轧
DUAN Ja g—to in —a
( i nE et ncS i c X l r i ce e& T c n l yU iesy X n7 0 7 ,ha x, hn ) a co n eh oo nvri , i 10 1 S an iC ia g t a
Ab t a t T e e e t f u n h n e e au e, o l g p t r s r c : h f cs o e c i g t mp r tr c oi at n,t mp rtmp r t r n mp rt so e sr c q n e e e e e au ea d t e e i n t t — me h u
段 江涛
( 西安电子科技大 学 , 陕西 西安 70 7 ) 10 1
摘
要: 研究了淬火温度 、 冷却方式 、 回火温度和 回火次数对高钼 、 高钒高速钢轧 辊组 织和性能 的影响 。结 果表 明 ,
油冷条件下 , 淬火温度低于 1 5 C, 0 o 随着温度升 高 , 0 硬度升 高 , 过 I1o℃ , 超 o 硬度 反而 降低。盐浴 冷却 ( 盐冷 ) 和 空冷条件下 , 淬火温度对硬度影 响结果相似 , 但获得最 高硬度 的淬火 温度高 于油冷 时 的淬火温 度 。回火温度低 于
ol o l g i c oi ,whl u n hn e eau e e c l 10 c n i q e c ig tmp rtr x es l 0 l e C,te h r n s l d ce s ln t h n rae o h ad eswi e ra e ao gwi te ice s f l h q e c ig tmp rtr . U d rtec n io f at ah a d arc oig h f c f u n h n mp rtr nte u n hn e eau e n e h o dt no l b t n i o l ,teef t e c igt i s n e oq e eaueo h
一种超高钒高速钢及其制备方法
![一种超高钒高速钢及其制备方法](https://img.taocdn.com/s3/m/4a2de44df56527d3240c844769eae009581ba2ab.png)
一种超高钒高速钢及其制备方法
超高钒高速钢是一种具有优异耐磨性、高硬度和高温稳定性的钢材,通常用于制作切削工具等高强度耐磨零件。
其制备方法可以通过以下步骤进行:
1. 原料准备:选择高纯度的铁、碳、钒等原料,并按照一定的比例准备好。
2. 原料混合:将所选原料按照配方的要求进行混合,确保各元素的均匀分布。
3. 熔炼:将混合好的原料放入电炉或电弧炉中进行熔炼,通过高温加热使其融化,并控制合金元素的配比和温度,以确保合金化反应的进行。
4. 精炼:熔炼后的合金可能含有一些杂质,因此需要进行精炼处理。
可以通过氧气吹炼、真空处理等方法去除杂质,提高合金的纯度。
5. 浇铸:将精炼后的钢液倒入预先准备好的铸模中,使其冷却凝固成型。
6. 固溶处理:将冷却凝固的钢坯进行固溶处理,即加热到一定温度并保持一段时间,以使钢内的合金元素均匀分布。
7. 热处理:对固溶处理后的钢进行热处理,如淬火和回火等,以使钢的组织均匀细密,并提高其硬度和耐磨性。
8. 表面处理:对热处理后的钢进行表面处理,如抛光、酸洗等,以提高其表面光洁度和防腐性。
9. 检测和调整:对制成的超高钒高速钢进行品质检测,如金相显微镜观察、硬度测试等,如有需要可进行微调。
以上是一种常见的超高钒高速钢制备方法,具体生产工艺中还会根据应用要求和合金配方进行调整。
高速钢的热处理及其性能
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速钢的加热一般在盐浴内进行。
• 高速钢热处理前一般要进行球化退火处理,退火温度一般在
820~900℃之间,退火目的不仅是为了降低硬度,以利于切削加工,
更是为以后的淬火做组织上的准备。
典型高速钢的热处理工艺曲线 • W6Mo5Cr4V2高速钢热处理工艺曲线
相对说来,淬火温度越高,其红硬性也越好。
• 由于高速钢中含有大量的合金元素,导致高速钢的导热性很差,如果
加热时直接把高速钢放入高温炉内加热,容易引起高速钢的变形和开 裂,所以对于大型工件加热时一般都需要预热,预热时一般分两个阶 段进行,第一次预热温度在550~650℃之间,第二次预热温度 820~870℃之间。
高速钢的热处理
• 由于高速钢中含有大量难熔的合金碳化物,其淬火加热温度必须足够
高才可使合金碳化物溶解到奥氏体中,淬火后马氏体中的合金元素才 足够高,而只有合金元素含量高的马氏体才具有高的红硬性。所以高 速钢淬火时的加热温度相对其他钢材来说是比较高的,一般说来高速 钢的淬火温度在1180~1230℃之间。在确保不发生过热的情况下,
1 退火
22 21.5 19 20.8
由硬度值表,我们可以看 出1200 ℃加热盐浴分级淬 火的硬度值最高,水淬和 油淬次之,过热和不完全 淬火态下的硬度再次之, 退火态下的硬度最小。这 是因为分级淬火能够有效 减少工件的变形和开裂, 从而使强度、韧性提高。 而过热和不完全淬火的工 件,由于晶粒长大、晶界 熔化或合金碳化物的不完 全溶解现象,都会影响晶 体间的结合力,进而影响 热处理质量和使用性能。 对于退火态工件硬度偏低 的的情况,这是由于工件 在退火前就已经是退火后 的原始组织,所以实验中 再次退火会降低工件的硬 度值.
高速钢热处理硬度
![高速钢热处理硬度](https://img.taocdn.com/s3/m/1ae8013d30b765ce0508763231126edb6e1a766c.png)
高速钢热处理硬度
摘要:
一、高速钢的概述
二、高速钢热处理的作用
三、高速钢热处理硬度的变化
四、影响高速钢热处理硬度的因素
五、高速钢热处理硬度的检测方法
六、提高高速钢热处理硬度的措施
正文:
一、高速钢的概述
高速钢是一种高强度、高硬度的合金钢,其主要成分包括钨、钴、铬等元素。
高速钢具有高硬度、高耐磨性、高热硬性等特点,广泛应用于制造切削工具、冷作模具等方面。
二、高速钢热处理的作用
高速钢热处理的主要目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性,同时改善钢的加工性能。
通过热处理,可以改变高速钢的组织结构和晶粒大小,从而提高钢的性能。
三、高速钢热处理硬度的变化
高速钢经过热处理后,其硬度会发生变化。
一般情况下,随着热处理温度的升高,硬度也会相应地提高。
但当热处理温度超过一定值后,硬度会趋于稳定,不再显著提高。
四、影响高速钢热处理硬度的因素
影响高速钢热处理硬度的因素主要有热处理温度、保温时间、冷却方式等。
其中,热处理温度对硬度的影响最为显著。
五、高速钢热处理硬度的检测方法
常用的检测高速钢热处理硬度的方法有布氏硬度计、洛氏硬度计等。
通过这些方法,可以准确地测量高速钢热处理后的硬度值。
六、提高高速钢热处理硬度的措施
提高高速钢热处理硬度的措施主要包括选择合适的热处理工艺、严格控制热处理过程、合理选择冷却方式等。
高碳高钒高速钢的高温硬度及热处理的研究
![高碳高钒高速钢的高温硬度及热处理的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/ec53df08a6c30c2259019e5d.png)
高碳高钒高速钢的高温硬度及热处理的研究王金国1,周宏1,苏源德1,连建设1,大成桂作2(1.吉林工业大学铸造教研室长春130025;2.日本九州大学)摘要:研究了高碳高钒高速钢的淬火、回火热处理及高温硬度。
结果表明,其峰值硬度温度较常规高速钢低150!250C左右,随碳量增加,峰值硬度温度降低,相同碳量、钒量增加,峰值硬度温度升高。
回火后的硬度变化和常规高速钢呈相同的趋势,二次硬化温度约在550C,但二次硬化的峰值硬度差较小,在二次硬化温度二次回火,二次硬化作用消失。
随碳量、钒量增加,高温硬度增加。
根据轧辊辊面硬度要求,高碳高钒高速钢的淬火温度为950!1100C,回火温度为530!550C,一次回火即可。
关键词:高速钢;热处理;高温硬度中图分类号:TG142.45文献标识码:A文章编号:0254-6051(2000)03-0022-03Research on h eat T reat m ent and h ot h ardness of h i g h S p eed S teelC ont ai ni n g h i g h C arbon and h i g h vanadi u mW ANG Ji n-g uo1,Z~OU~on g1,SU Yuan-de1,L I AN Jian-she1,OG I k eisaku2(1.Ji n li n U n ivers it y o f t echno lo gy,Chan g chun130025,Ch ian;2.k y ushu U n ivers it y,Ja p an)Abstract:th is p a p er deals w it h t he C uench i n g,t he te m p eri n g and t he ho t hardness o f t he h i g h s p eed stee l(~S S)contai n i n g h i g h carbon and h i g h vanad i u m.the results show t hat t he te m p erature at wh ich t he p eak hardness o f t he stee l a pp ears is about150!250C low er t han t hat o f conventional~S S,and t he te m p erature o f p eak hardness decreases w it h t he carbon content i ncreas i n g,and at t he sa m e car-bon content t he te m p erature o f p eak hardness i ncreases w it h t he vanad i u m content i ncreas i n g.the~ardness variation after te m p eri n g has t he sa m e trend w it h t he conventional~S S.the second harden i n g te m p erature is about550C,but t he variation o f second harden i n g p eak hardness is s m aller.W hen t he second te m p eri n g occurs at t he second harden i n g te m p erature,t he eff ects o f t he second harden i n g d isa pp ear.the ho t hardness i ncreases w it h crabon and vanad i u m content i ncreas i n g.A ccord i n g to t he re C uire m ent o f hardness on ro ller surf ace,t he C uench i n g te m p erature o f~S S contai n i n g h i g h carbon and h i g h vanad i u mis950!1100C,and t he te m p eri n g te m p erature is530!550C,te m p eri n g treat m ent one ti m e can m eet t he re C uire m ent.K e y words:h i g h s p eed stee l;heat treat m ent;ho t hardness1前言目前以高碳的高速钢代替高铬铸铁制造型材轧辊是主要的发展方向之一。
高钢的硬度及热处理知识
![高钢的硬度及热处理知识](https://img.taocdn.com/s3/m/fcfb572a3069a45177232f60ddccda38376be1f7.png)
.( ... )25 万份精华管理资料,2万多集管理视频讲座.()专业提供企管培训资料高钢的硬度及热处理金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。
在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。
早在公元前770〜前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。
白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展。
中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。
随着淬火技术的发展,人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。
这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能力。
中国出土的西汉(公元前206〜公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15 〜0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢。
1863 年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。
高速钢的热处理方法
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高速钢的热处理方法
高速钢是一种具有高耐磨性、高硬度和高耐热性能的金属材料,在工业生产中被广泛应用。
为了使高速钢发挥最佳性能,需要经过一系列热处理方法的加工,以下是其中的几种方法:
1. 空气冷却法:将高速钢加热到临界温度,然后在空气中自然
冷却,使高速钢的硬度和韧性达到平衡状态。
2. 油淬法:将高速钢加热到临界温度,然后迅速浸入加热的油
中进行淬火,使其快速冷却,从而提高高速钢的硬度和耐磨性。
3. 水淬法:将高速钢加热到临界温度,然后迅速浸入加热的水
中进行淬火,使其快速冷却,从而提高高速钢的硬度和耐磨性。
4. 回火法:将淬硬后的高速钢再次加热到较低的温度,并在一
定时间内保持,然后自然冷却,使其硬度降低,提高高速钢的韧性和可加工性。
以上热处理方法是高速钢加工过程中常用的几种方法,不同的方法可以使高速钢的性能得到不同程度的提升,根据实际需求进行选择。
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高速钢热处理工艺的优化
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高速钢热处理工艺的优化高速钢是高碳、高合金冷作模具钢。
常规淬火温度下加热时,由于合金碳化物的溶解,基体中的含碳量和合金元素的含量较高,强度和硬度很高,但是韧性不足,使用中容易发生脆断而早期失效。
要提高高速钢的综合性能,改进热处理工艺是一个技术关键。
上海市机械制造工艺研究所通过对W6Mo5Cr4V2 高速钢的试验,提出了以下高速钢热处理工艺的技术要点。
一.控制奥氏体化温度。
细化晶粒是既提高材料的强度又可提高材料的韧性的唯一途径。
对于高速钢和高碳、高合金冷作模具钢可以通过适当降低淬火温度来减少脆性开裂的倾向。
因为降低了淬火温度,一方面能够控制M6C、MC 型碳化物溶入基体,使奥氏体中的平均含碳量降低,导致Ms点上升,淬火后的孪晶马氏体数量减少,获得以板条马氏体为主的淬火组织,从而提高了钢的韧性; 另一方面,由于淬火温度降低,奥氏体晶粒度得到细化,也有利于韧性的提高。
试验结果表明,奥氏体化温度为1200和1180℃时,晶粒度为11.5 级; 奥氏体化温度为1160℃时,晶粒度为12级,说明适当降低淬火温度可使奥氏体晶粒得到细化。
另外,随着奥氏体化温度由1200℃降低到1160 ℃,W6Mo5Cr4V2 高速钢的硬度略有下降,而冲击吸收功有所提高,冲击吸收能量测试值由4.62J提高到4.96J。
二.采用分级回火工艺。
高速钢回火的目的是通过合金碳化物的弥散析出以及残余奥氏体的充分转变来获得稳定的组织。
回火工艺是高速钢获得较高红硬性、耐磨性以及强韧性的关键所在。
国外文献推荐的回火工艺普遍倾向于采用两次回火法。
分级回火也被国内一些工厂用来代替常规的三次回火工艺。
对W6Mo5Cr4V2 高速钢采用分级回火工艺,即在高温回火时增加350℃的处理,(350℃×1 h + 560℃×1 h),结果获得了比常规回火更佳的强韧性配合。
试验结果表明,在相同的奥氏体化温度下,分级回火后的W6Mo5Cr4V26 高速钢的耐磨性和红硬性较常规回火要好。
高速工具钢的高温硬度与抗蠕变性能分析
![高速工具钢的高温硬度与抗蠕变性能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/b7a6e160f011f18583d049649b6648d7c1c70826.png)
高速工具钢的高温硬度与抗蠕变性能分析高速工具钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高热稳定性的工具钢。
在高温环境下,高速工具钢需要具备良好的高温硬度和抗蠕变性能,以满足复杂的工作条件和要求。
本文将对高速工具钢的高温硬度和抗蠕变性能进行分析。
高温硬度是衡量材料抗变形和抗磨损能力的重要指标。
对于高速工具钢来说,高温硬度直接影响其在高温下的切削性能和使用寿命。
高温下,材料的硬度往往会降低,原因主要有两个方面。
首先,高温会导致晶粒长大,从而降低材料的硬度。
其次,高温会促使相变,例如奥氏体向铁素体的转变,进一步影响材料硬度。
针对高速工具钢的高温硬度问题,研究人员采取了多种方法来提高其高温硬度。
首先,通过合适的合金设计,调节合金元素的含量和配比,以增加高温下的固溶度和强化相。
例如,添加适量的钼、钒等元素可形成硬质碳化物,并提高材料的高温硬度。
其次,采用热处理工艺来优化材料的组织结构。
通过热处理可以使材料达到均匀的显微组织和细小的晶粒尺寸,从而提高高温硬度。
此外,采用表面改性技术,如氮化、渗碳等,可以通过在材料表面形成硬质化合物层来提高高温硬度。
除了高温硬度,抗蠕变性能也是评价高速工具钢材料品质的重要指标之一。
蠕变是非常常见的材料破坏形式,特别是在高温条件下。
由于高温下的应力松弛和晶粒长大,材料容易发生蠕变变形,导致材料失去刚性和稳定性。
因此,高速工具钢必须具备较高的抗蠕变性能,以确保在高温条件下的稳定工作。
抗蠕变性能的提高主要侧重于材料的组织结构和成分设计。
首先,在材料设计方面,需要选择合适的合金元素,以提高蠕变阻力。
常见的增强元素包括硬质碳化物形成元素和稳定金属元素,如钼、钒等。
这些元素的添加可以细化晶粒、强化相界面,从而提高抗蠕变性能。
其次,通过热处理工艺,可以形成均匀细小的显微组织和高密度的位错网络,进一步提高抗蠕变性能。
此外,表面改性技术也可以应用于提高抗蠕变性能。
一些表面处理方法,如渗碳、氮化等,可以增加材料表面的硬度和蠕变阻力。
钢的高温硬度研究报告
![钢的高温硬度研究报告](https://img.taocdn.com/s3/m/ee8275e0294ac850ad02de80d4d8d15abe2300d7.png)
钢的高温硬度研究报告高温硬度是指材料在高温下能够保持其硬度和强度的能力。
钢作为一种常用的材料,在高温环境中通常会遇到退火、软化等现象,因此对于钢的高温硬度的研究具有重要意义。
本研究报告主要对钢的高温硬度进行探究和分析。
首先,我们选择了两种常见的钢材进行研究,分别是低碳钢和高碳钢。
我们将使用Vickers硬度测试机对这两种钢材在高温条件下的硬度进行测试。
实验过程中,我们将钢材样品分别加热到不同的高温,包括500℃、600℃和700℃,并保持一定时间使样品达到热平衡。
然后,我们将样品放入Vickers硬度测试机中进行硬度测试。
通过测试数据的统计和分析,我们得到了如下结论:1.高温对钢材的硬度有一定的影响。
在低温(500℃)下,两种钢材的硬度相对较高,高温(700℃)下则明显降低。
这表明高温下钢材的强度和硬度都会有所降低。
2.相对于低碳钢,高碳钢在高温下具有更好的硬度保持能力。
在700℃下,高碳钢的硬度较低,但仍然保持相对较高的水平,而低碳钢的硬度则明显降低。
这可能是由于高碳钢中碳元素的添加能够增加材料的抗软化能力。
3.高温处理对钢材的硬度有一定的效果。
我们对低碳钢进行了两种不同的高温处理,分别是正火和淬火。
实验结果表明,淬火处理使得低碳钢的硬度明显提高,而正火处理对其硬度影响较小。
这可能是由于淬火处理能够产生较高的冷却速率,使钢材中的奥氏体相增加,从而提高硬度。
综上所述,钢的高温硬度受到多个因素的影响,包括材料的成分、高温处理方式等。
因此,研究钢的高温硬度对于材料工程领域具有一定的指导意义,能够帮助工程师选择合适数字类型的钢材以满足在高温环境下的要求。
高钒高速钢热处理硬度
![高钒高速钢热处理硬度](https://img.taocdn.com/s3/m/9dfb199f3086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe9d9.png)
高钒高速钢热处理硬度
高钒高速钢是一种具有优异性能的金属材料,其热处理后的硬度具有重要意义。
通过适当的热处理工艺,可以使高钒高速钢的硬度达到理想的水平,从而提高其使用寿命和工作效率。
热处理是通过加热和冷却的方式改变材料的组织结构和性能。
在高钒高速钢的热处理过程中,首先需要将材料加热到适当的温度区间,然后保持一段时间,使组织结构发生相应的变化。
最后,通过快速冷却来固定新的组织结构,从而得到期望的硬度。
高钒高速钢的热处理硬度受到多种因素的影响,其中最主要的是钒元素的含量。
钒是高钒高速钢的主要合金元素之一,可以显著提高材料的硬度。
适当增加钒元素的含量,可以使高钒高速钢的硬度达到较高水平。
高钒高速钢的热处理硬度还受到冷却速度的影响。
快速冷却可以使材料的组织结构更加致密,从而提高硬度。
因此,在高钒高速钢的热处理过程中,适当调整冷却速度,可以获得更高的硬度值。
除了钒元素和冷却速度,高钒高速钢的热处理硬度还受到其他因素的影响,如加热温度、保温时间等。
合理选择这些参数,可以使高钒高速钢的硬度达到最佳状态。
高钒高速钢热处理硬度的提高是通过合理的热处理工艺来实现的。
准确控制热处理参数,使钒元素充分发挥作用,同时通过合适的冷
却速度来固定组织结构,可以获得理想的硬度值。
这对于高钒高速钢的应用具有重要意义,可以提高其使用寿命和工作效率,满足各种工业领域对材料性能的要求。
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高碳高钒高速钢的高温硬度及热处理的研究王金国1,周宏1,苏源德1,连建设1,大成桂作2(1.吉林工业大学铸造教研室长春130025;2.日本九州大学)摘要:研究了高碳高钒高速钢的淬火、回火热处理及高温硬度。
结果表明,其峰值硬度温度较常规高速钢低150!250C左右,随碳量增加,峰值硬度温度降低,相同碳量、钒量增加,峰值硬度温度升高。
回火后的硬度变化和常规高速钢呈相同的趋势,二次硬化温度约在550C,但二次硬化的峰值硬度差较小,在二次硬化温度二次回火,二次硬化作用消失。
随碳量、钒量增加,高温硬度增加。
根据轧辊辊面硬度要求,高碳高钒高速钢的淬火温度为950!1100C,回火温度为530!550C,一次回火即可。
关键词:高速钢;热处理;高温硬度中图分类号:TG142.45文献标识码:A文章编号:0254-6051(2000)03-0022-03Research on h eat T reat m ent and h ot h ardness of h i g h S p eed S teelC ont ai ni n g h i g h C arbon and h i g h vanadi u mW ANG Ji n-g uo1,Z~OU~on g1,SU Yuan-de1,L I AN Jian-she1,OG I k eisaku2(1.Ji n li n U n ivers it y o f t echno lo gy,Chan g chun130025,Ch ian;2.k y ushu U n ivers it y,Ja p an)Abstract:th is p a p er deals w it h t he C uench i n g,t he te m p eri n g and t he ho t hardness o f t he h i g h s p eed stee l(~S S)contai n i n g h i g h carbon and h i g h vanad i u m.the results show t hat t he te m p erature at wh ich t he p eak hardness o f t he stee l a pp ears is about150!250C low er t han t hat o f conventional~S S,and t he te m p erature o f p eak hardness decreases w it h t he carbon content i ncreas i n g,and at t he sa m e car-bon content t he te m p erature o f p eak hardness i ncreases w it h t he vanad i u m content i ncreas i n g.the~ardness variation after te m p eri n g has t he sa m e trend w it h t he conventional~S S.the second harden i n g te m p erature is about550C,but t he variation o f second harden i n g p eak hardness is s m aller.W hen t he second te m p eri n g occurs at t he second harden i n g te m p erature,t he eff ects o f t he second harden i n g d isa pp ear.the ho t hardness i ncreases w it h crabon and vanad i u m content i ncreas i n g.A ccord i n g to t he re C uire m ent o f hardness on ro ller surf ace,t he C uench i n g te m p erature o f~S S contai n i n g h i g h carbon and h i g h vanad i u mis950!1100C,and t he te m p eri n g te m p erature is530!550C,te m p eri n g treat m ent one ti m e can m eet t he re C uire m ent.K e y words:h i g h s p eed stee l;heat treat m ent;ho t hardness1前言目前以高碳的高速钢代替高铬铸铁制造型材轧辊是主要的发展方向之一。
在高碳的高速钢中增加钒的含量使合金中同时形成M2C型碳化物和更硬、更细的M C碳化物,再加上M o、W和V的强化作用,可使轧辊的寿命比高铬铸铁高几倍[1,2],引起了人们的极大关注。
但因此高速钢含大量的合金元素,加之碳高,结晶相多,组织复杂,热处理过程明显不同于碳钢,关于高碳、高钒高速钢的热处理尚未见报导,根据高碳、高钒高速钢的化学成分制定合理的热处理工艺还非常困难。
因此,本研究通过对不同碳、钒含量的高速钢合金进行淬火和回火试验,确定与化学成分相适应的热处理工艺,测定其高温硬度,为高碳、高钒高速钢的应用提供参考依据。
2试验方法试样化学成分见表1。
采用砂型铸造成型,清理后用线切割机加工成20mm>40mm>2 0mm试样,进行空淬试验后,再用线切割机将每块试样分别切成20mm>40mm> 40mm,测定硬度和X光衍射后进行回火试验,再测定硬度和X光衍射后,再进行二次回火试验。
高温硬度在~V S-作者简介:王金国(1964—),男,吉林长春市人,副教授,硕士,主要从事铸造过程数值模拟、计算机在铸造中的应用、铸造合金及熔炼等教学与科研工作。
发表论文篇,“汽车用铸造工艺CAD”曾获1995年吉林省科技进步二等奖。
联系电话:(0431)5704577基金项目:吉林省重点科技项目,吉林省计委资助。
收稿日期:1999-07-13500硬度机上进行。
3试验结果分析3.1淬火处理不同成分的高碳、高钒高速钢淬火后的硬度及残留奥氏体量如表2所示。
由表2可见:(1)随着淬火温度的升高,无论哪一成分的钢,硬度都逐渐升高,达到某一温度时,硬度出现峰值,成分不同时出现峰值的温度和峰值硬度不同。
这是因为淬火后的硬度值除了与钢的组织有关外,还由马氏体中饱和的碳和合金元素的量及未转变的残留奥氏体所决定。
淬火温度低时,奥氏体中溶解的碳量和合金元素的量较少,转变后马氏体中饱和的碳和合金元素量也较少,故硬度相对较低;但达到一定的淬火温度后,温度再升高时,这时奥氏体中溶解的碳和合金元素量过多,使得奥氏体的稳定性增加,在淬火冷却过程中来不及转变成马氏体,使组织中的残留奥氏体增多,导致硬度下降。
因此,只有在某一温度下马氏体中饱和的碳量、合金元素含量达到一定程度,残留奥氏体也达到一定程度,方能获得硬度的峰值。
(2)钒量不变时,随碳量增加,淬火硬度峰值温度向低温方向变化;3.5V量时碳量增加,峰值硬度逐渐降低;6.0V量时碳量增加,峰值硬度在2.3C时出现最高值。
温度一定时,淬火硬度取决于奥氏体中溶解的碳和合金元素,而奥氏体中溶解碳和合金元素的多少受合金碳化物的溶解所制约[3],碳化物的分解及扩散的难易程度是其主要因素。
研究的钢中共有M C、M2C、M7C33种碳化物。
各类型碳化物的形态如图1所示。
含钒多的M C碳化物为面心立方间隙相,其熔点22《金属热处理》2000年第3期表1试样化学成分质量分数!(%)Table1Che m ical com p ositions of sa m p les钢种C S i M n P S V C r M O W 1.3C-6V 1.310.350.410.0210.010 5.94 4.93 4.98 5.181.8C-6V 1.780.470.520.0200.009 5.98 4.98 5.07 5.032.3C-6V 2.320.390.380.0190.010 6.01 5.03 4.95 5.213.0C-6V 2.940.320.510.0180.011 6.054.925.10 4.97 1.3C-3.5V 1.290.360.430.0160.008 3.59 4.97 5.02 5.151.8C-3.5V 1.810.480.510.0140.010 3.48 5.09 4.94 5.092.3C-3.5V 2.270.460.470.0170.009 3.53 5.12 5.174.993.0C-3.5V 2.960.430.350.0190.010 3.564.955.06 5.03表2高速钢的经不同温度淬火后的硬度及残留奥氏体量Table2H i g h s p eed steels I uenchi n g hardness and centent of retai ned austenite 化学成分类别指标900C950C1000C1050C1100C1.3C-3.5V-5-5-5HVA R(%)8028419371087818741241.8C-3.5V-5-5-5HVA R(%)823286759311086935728642.3C-3.5V-HVA R(%)8134891157763563446505803.0C-3.5V-HVA R(%)75910891208434061551486891.3C-6V-HVA R(%)6487293842587617767211.8C-6V-HVA R(%)74857554896887313862292.3C-6V-HVA R(%)833289659551575127670473.0C-6V-HVA R(%)791890210878257954164880和溶解的温度都很高,奥氏体化温度在1100C以上时方开始溶解[4],碳量较低时,钒量增加,钒优先和碳结合,组织中M C 的比例增加,因此,相同温度时固溶到奥氏体中碳和合金元素则较少,淬火后的硬度也不高;碳量高、钒量低时,M C量相对较少,热处理时在较低的温度下,就可固溶足够多的碳和合金元素到奥氏体中,因此在较低温度下就可获得较高的硬度;碳量高、钒量也高时,尽管形成M C要占一定的碳,但多余的碳也使奥氏体中固溶的碳量增加,因此在较低的温度下也能获得较高的硬度。