多向锻造对M50钢一次碳化物破碎机制的影响
发布时间：2021-02-03 19:21
在1 000℃和1 100℃对M50钢进行了累积应变分别为1.2和5.4的多向锻造（MDF）试验,分析了温度和累积应变量对M50钢碳化物破碎的影响。结果表明,原始M50钢中粗大的棒状一次M2C型碳化物经多向锻造后破碎明显,颗粒状M23C6型碳化物在1 100℃下明显溶解,低温多向锻造使碳化物呈现更细小的尺寸和更分散的形态。锻件不同位置由于变形程度的不同,碳化物的破碎程度也不同,变形量大的位置碳化物破碎更明显。低温和高应变量强化了应力集中水平,使一次碳化物的破碎程度增加。应力集中是碳化物破碎和分散的主导驱动力。
【文章来源】：中国冶金. 2020,30(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
M50钢多向锻造工艺过程
用背散射电子(BSE)观察了坯料的初始碳化物,如图3(a)和图3(b)所示。大量粗大一次碳化物沿棒料轴向分布(图3(a)),并形成纤维状组织。图3(b)所示为原始棒料端面的碳化物分布图,可以看出,这些粗大一次碳化物的分布是无序的,且部分呈现出聚集的状态。在高倍扫描电镜图像中,棒状粗大一次碳化物的长度约为25 μm,宽度约为3～4 μm。同时,观察到粒状的细小弥散分布的第二相和颜色较暗的不规则形状的第二相(图3(c))。粒状第二相的数量很大,而块状第二相的数量相对较少。接下来对材料进行了能谱(EDS)和大角度暗场图像(HADDF)元素分布分析。图3(e)～(h)所示为扫描能谱分析结果,图3(i)～(m)所示为HADDF元素分布分析结果。由能谱分析可知,粗大亮白色棒状第二相的Mo、V元素含量较高,几乎不含铁,可以判断为M2C型碳化物。从图3(c)和(d)可以看出,矩形框中不规则颜色较暗的小块状第二相主要由V元素和少量Mo元素组成,因此判定该类第二相为MC型碳化物[24]。结合BSE和HADDF结果,发现细小弥散分布的颗粒状第二相主要元素为Cr、Mo和Fe元素,因此确定为M23C6型碳化物。2.2 MDF过程中M50钢中碳化物演变
图2(a)和图2(b)所示分别为MDF前后M50钢的试样外形。MDF前的坯料为正方体,MDF后的试样形状变得不规则。多向锻造过程中,随着变形的进行,金属不断流动。由于上下砧板与试样之间存在摩擦力,并且MDF过程中并未采用模具对试样进行限制,因此在最后1个道次变形后,试样的侧面会呈鼓形。但在坯料表面未发现裂纹等缺陷,说明该材料在1 000 ℃时仍具有良好的加工性能。用背散射电子(BSE)观察了坯料的初始碳化物,如图3(a)和图3(b)所示。大量粗大一次碳化物沿棒料轴向分布(图3(a)),并形成纤维状组织。图3(b)所示为原始棒料端面的碳化物分布图,可以看出,这些粗大一次碳化物的分布是无序的,且部分呈现出聚集的状态。在高倍扫描电镜图像中,棒状粗大一次碳化物的长度约为25 μm,宽度约为3～4 μm。同时,观察到粒状的细小弥散分布的第二相和颜色较暗的不规则形状的第二相(图3(c))。粒状第二相的数量很大,而块状第二相的数量相对较少。接下来对材料进行了能谱(EDS)和大角度暗场图像(HADDF)元素分布分析。图3(e)～(h)所示为扫描能谱分析结果,图3(i)～(m)所示为HADDF元素分布分析结果。由能谱分析可知,粗大亮白色棒状第二相的Mo、V元素含量较高,几乎不含铁,可以判断为M2C型碳化物。从图3(c)和(d)可以看出,矩形框中不规则颜色较暗的小块状第二相主要由V元素和少量Mo元素组成,因此判定该类第二相为MC型碳化物[24]。结合BSE和HADDF结果,发现细小弥散分布的颗粒状第二相主要元素为Cr、Mo和Fe元素,因此确定为M23C6型碳化物。
【参考文献】：
期刊论文
[1]滚动轴承钢冶金质量与疲劳性能现状及高端轴承钢发展方向[J]. 俞峰,陈兴品,徐海峰,董瀚,翁宇庆,曹文全. 金属学报. 2020(04)
[2]GCr15轴承钢EAF-LF-VD-CC流程非金属夹杂物的演变[J]. 王康,刘剑辉,杨树峰,李京社. 钢铁. 2020(02)
[3]Cr4Mo4V轴承钢旋转弯曲疲劳寿命及疲劳裂纹萌生机理[J]. 郭军,杨卯生,卢德宏,李新宇. 材料工程. 2019(07)
[4]高速钢碳化物偏析的研究现状[J]. 高楚寒,葛思楠,李万明,吴少鹏,臧喜民. 中国冶金. 2019(05)
[5]改进型M50高温用轴承钢的设计与研发[J]. 杨平,罗海文. 金属热处理. 2018(08)
[6]M50钢碳分配过程中的组织演化[J]. 周丽娜,唐光泽,马欣新,李文东,吴廷宝,马芳,赵开礼. 材料热处理学报. 2018(01)
本文编号：3017030
【文章来源】：中国冶金. 2020,30(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
M50钢多向锻造工艺过程
用背散射电子(BSE)观察了坯料的初始碳化物,如图3(a)和图3(b)所示。大量粗大一次碳化物沿棒料轴向分布(图3(a)),并形成纤维状组织。图3(b)所示为原始棒料端面的碳化物分布图,可以看出,这些粗大一次碳化物的分布是无序的,且部分呈现出聚集的状态。在高倍扫描电镜图像中,棒状粗大一次碳化物的长度约为25 μm,宽度约为3～4 μm。同时,观察到粒状的细小弥散分布的第二相和颜色较暗的不规则形状的第二相(图3(c))。粒状第二相的数量很大,而块状第二相的数量相对较少。接下来对材料进行了能谱(EDS)和大角度暗场图像(HADDF)元素分布分析。图3(e)～(h)所示为扫描能谱分析结果,图3(i)～(m)所示为HADDF元素分布分析结果。由能谱分析可知,粗大亮白色棒状第二相的Mo、V元素含量较高,几乎不含铁,可以判断为M2C型碳化物。从图3(c)和(d)可以看出,矩形框中不规则颜色较暗的小块状第二相主要由V元素和少量Mo元素组成,因此判定该类第二相为MC型碳化物[24]。结合BSE和HADDF结果,发现细小弥散分布的颗粒状第二相主要元素为Cr、Mo和Fe元素,因此确定为M23C6型碳化物。2.2 MDF过程中M50钢中碳化物演变
图2(a)和图2(b)所示分别为MDF前后M50钢的试样外形。MDF前的坯料为正方体,MDF后的试样形状变得不规则。多向锻造过程中,随着变形的进行,金属不断流动。由于上下砧板与试样之间存在摩擦力,并且MDF过程中并未采用模具对试样进行限制,因此在最后1个道次变形后,试样的侧面会呈鼓形。但在坯料表面未发现裂纹等缺陷,说明该材料在1 000 ℃时仍具有良好的加工性能。用背散射电子(BSE)观察了坯料的初始碳化物,如图3(a)和图3(b)所示。大量粗大一次碳化物沿棒料轴向分布(图3(a)),并形成纤维状组织。图3(b)所示为原始棒料端面的碳化物分布图,可以看出,这些粗大一次碳化物的分布是无序的,且部分呈现出聚集的状态。在高倍扫描电镜图像中,棒状粗大一次碳化物的长度约为25 μm,宽度约为3～4 μm。同时,观察到粒状的细小弥散分布的第二相和颜色较暗的不规则形状的第二相(图3(c))。粒状第二相的数量很大,而块状第二相的数量相对较少。接下来对材料进行了能谱(EDS)和大角度暗场图像(HADDF)元素分布分析。图3(e)～(h)所示为扫描能谱分析结果,图3(i)～(m)所示为HADDF元素分布分析结果。由能谱分析可知,粗大亮白色棒状第二相的Mo、V元素含量较高,几乎不含铁,可以判断为M2C型碳化物。从图3(c)和(d)可以看出,矩形框中不规则颜色较暗的小块状第二相主要由V元素和少量Mo元素组成,因此判定该类第二相为MC型碳化物[24]。结合BSE和HADDF结果,发现细小弥散分布的颗粒状第二相主要元素为Cr、Mo和Fe元素,因此确定为M23C6型碳化物。
【参考文献】：
期刊论文
[1]滚动轴承钢冶金质量与疲劳性能现状及高端轴承钢发展方向[J]. 俞峰,陈兴品,徐海峰,董瀚,翁宇庆,曹文全. 金属学报. 2020(04)
[2]GCr15轴承钢EAF-LF-VD-CC流程非金属夹杂物的演变[J]. 王康,刘剑辉,杨树峰,李京社. 钢铁. 2020(02)
[3]Cr4Mo4V轴承钢旋转弯曲疲劳寿命及疲劳裂纹萌生机理[J]. 郭军,杨卯生,卢德宏,李新宇. 材料工程. 2019(07)
[4]高速钢碳化物偏析的研究现状[J]. 高楚寒,葛思楠,李万明,吴少鹏,臧喜民. 中国冶金. 2019(05)
[5]改进型M50高温用轴承钢的设计与研发[J]. 杨平,罗海文. 金属热处理. 2018(08)
[6]M50钢碳分配过程中的组织演化[J]. 周丽娜,唐光泽,马欣新,李文东,吴廷宝,马芳,赵开礼. 材料热处理学报. 2018(01)
本文编号：3017030
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