在1 000℃和1 100℃對(duì)M50鋼進(jìn)行了累積應(yīng)變分別為1.2和5.4的多向鍛造（MDF）試驗(yàn),分析了溫度和累積應(yīng)變量對(duì)M50鋼碳化物破碎的影響。結(jié)果表明,原始M50鋼中粗大的棒狀一次M₂C型碳化物經(jīng)多向鍛造后破碎明顯,顆粒狀M₂₃C₆型碳化物在1 100℃下明顯溶解,低溫多向鍛造使碳化物呈現(xiàn)更細(xì)小的尺寸和更分散的形態(tài)。鍛件不同位置由于變形程度的不同,碳化物的破碎程度也不同,變形量大的位置碳化物破碎更明顯。低溫和高應(yīng)變量強(qiáng)化了應(yīng)力集中水平,使一次碳化物的破碎程度增加。應(yīng)力集中是碳化物破碎和分散的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)力。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)冶金. 2020,30(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

M50鋼多向鍛造工藝過(guò)程

用背散射電子(BSE)觀察了坯料的初始碳化物,如圖3(a)和圖3(b)所示。大量粗大一次碳化物沿棒料軸向分布(圖3(a)),并形成纖維狀組織。圖3(b)所示為原始棒料端面的碳化物分布圖,可以看出,這些粗大一次碳化物的分布是無(wú)序的,且部分呈現(xiàn)出聚集的狀態(tài)。在高倍掃描電鏡圖像中,棒狀粗大一次碳化物的長(zhǎng)度約為25 μm,寬度約為3～4 μm。同時(shí),觀察到粒狀的細(xì)小彌散分布的第二相和顏色較暗的不規(guī)則形狀的第二相(圖3(c))。粒狀第二相的數(shù)量很大,而塊狀第二相的數(shù)量相對(duì)較少。接下來(lái)對(duì)材料進(jìn)行了能譜(EDS)和大角度暗場(chǎng)圖像(HADDF)元素分布分析。圖3(e)～(h)所示為掃描能譜分析結(jié)果,圖3(i)～(m)所示為HADDF元素分布分析結(jié)果。由能譜分析可知,粗大亮白色棒狀第二相的Mo、V元素含量較高,幾乎不含鐵,可以判斷為M2C型碳化物。從圖3(c)和(d)可以看出,矩形框中不規(guī)則顏色較暗的小塊狀第二相主要由V元素和少量Mo元素組成,因此判定該類第二相為MC型碳化物[24]。結(jié)合BSE和HADDF結(jié)果,發(fā)現(xiàn)細(xì)小彌散分布的顆粒狀第二相主要元素為Cr、Mo和Fe元素,因此確定為M23C6型碳化物。2.2 MDF過(guò)程中M50鋼中碳化物演變

圖2(a)和圖2(b)所示分別為MDF前后M50鋼的試樣外形。MDF前的坯料為正方體,MDF后的試樣形狀變得不規(guī)則。多向鍛造過(guò)程中,隨著變形的進(jìn)行,金屬不斷流動(dòng)。由于上下砧板與試樣之間存在摩擦力,并且MDF過(guò)程中并未采用模具對(duì)試樣進(jìn)行限制,因此在最后1個(gè)道次變形后,試樣的側(cè)面會(huì)呈鼓形。但在坯料表面未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,說(shuō)明該材料在1 000 ℃時(shí)仍具有良好的加工性能。用背散射電子(BSE)觀察了坯料的初始碳化物,如圖3(a)和圖3(b)所示。大量粗大一次碳化物沿棒料軸向分布(圖3(a)),并形成纖維狀組織。圖3(b)所示為原始棒料端面的碳化物分布圖,可以看出,這些粗大一次碳化物的分布是無(wú)序的,且部分呈現(xiàn)出聚集的狀態(tài)。在高倍掃描電鏡圖像中,棒狀粗大一次碳化物的長(zhǎng)度約為25 μm,寬度約為3～4 μm。同時(shí),觀察到粒狀的細(xì)小彌散分布的第二相和顏色較暗的不規(guī)則形狀的第二相(圖3(c))。粒狀第二相的數(shù)量很大,而塊狀第二相的數(shù)量相對(duì)較少。接下來(lái)對(duì)材料進(jìn)行了能譜(EDS)和大角度暗場(chǎng)圖像(HADDF)元素分布分析。圖3(e)～(h)所示為掃描能譜分析結(jié)果,圖3(i)～(m)所示為HADDF元素分布分析結(jié)果。由能譜分析可知,粗大亮白色棒狀第二相的Mo、V元素含量較高,幾乎不含鐵,可以判斷為M2C型碳化物。從圖3(c)和(d)可以看出,矩形框中不規(guī)則顏色較暗的小塊狀第二相主要由V元素和少量Mo元素組成,因此判定該類第二相為MC型碳化物[24]。結(jié)合BSE和HADDF結(jié)果,發(fā)現(xiàn)細(xì)小彌散分布的顆粒狀第二相主要元素為Cr、Mo和Fe元素,因此確定為M23C6型碳化物。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]滾動(dòng)軸承鋼冶金質(zhì)量與疲勞性能現(xiàn)狀及高端軸承鋼發(fā)展方向[J]. 俞峰,陳興品,徐海峰,董瀚,翁宇慶,曹文全.  金屬學(xué)報(bào). 2020(04)
[2]GCr15軸承鋼EAF-LF-VD-CC流程非金屬夾雜物的演變[J]. 王康,劉劍輝,楊樹(shù)峰,李京社.  鋼鐵. 2020(02)
[3]Cr4Mo4V軸承鋼旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命及疲勞裂紋萌生機(jī)理[J]. 郭軍,楊卯生,盧德宏,李新宇.  材料工程. 2019(07)
[4]高速鋼碳化物偏析的研究現(xiàn)狀[J]. 高楚寒,葛思楠,李萬(wàn)明,吳少鵬,臧喜民.  中國(guó)冶金. 2019(05)
[5]改進(jìn)型M50高溫用軸承鋼的設(shè)計(jì)與研發(fā)[J]. 楊平,羅海文.  金屬熱處理. 2018(08)
[6]M50鋼碳分配過(guò)程中的組織演化[J]. 周麗娜,唐光澤,馬欣新,李文東,吳廷寶,馬芳,趙開(kāi)禮.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2018(01)



本文編號(hào)：3017030