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鐵錳基奧氏體不銹鋼具有高撞擊吸收能,但其低的屈服強(qiáng)度限制了應(yīng)用場景。本研究中,通過研究不同溫度下碳化釩沉淀的硬化,分析微觀下沉淀粒子析出規(guī)律,碳化釩生產(chǎn)廠家,并結(jié)合應(yīng)力應(yīng)變研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),碳化釩時(shí)效沉淀硬化對時(shí)效溫度十分敏感,納米碳化釩,通過調(diào)整時(shí)效溫度,可控制碳化釩沉淀析出形式,有效提高材料抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度,但塑性降低并不顯著。
研究不同比例碳化釩(VC)顆粒取代單質(zhì)V粉加入時(shí)對粉末高速鋼致密度、顯微組織和性能的影響,分析不同燒結(jié)保溫時(shí)間條件下強(qiáng)化相組成的差異以及對材料性能的作用機(jī)理。結(jié)果表明:添加VC顆粒的比例逐漸時(shí),碳化釩,改善了元素V與基體之間的結(jié)合狀態(tài),有效促進(jìn)高速鋼的燒結(jié)致密化。保溫時(shí)間為90 min時(shí),添加VC顆粒的試樣組織內(nèi)部出現(xiàn)了大量的板條狀M2C型碳化物,而當(dāng)保溫時(shí)間延長至120 min時(shí),高速鋼組織內(nèi)M2C碳化物分解較為完全,同時(shí)產(chǎn)生了大量細(xì)小的M6C和MC型碳化物。增大VC顆粒加入的比例有助于高速鋼力學(xué)性能的提高,在加入比例為150%、保溫時(shí)間為120 min時(shí)取得強(qiáng)度大值2597 MPa。高速鋼的硬度主要與密度和強(qiáng)化相的性質(zhì)有關(guān),該研究制備得到的高速鋼硬度基本維持在51~52 HRC左右。
鋼的表面涂覆碳化物后的耐磨性之所以顯著提高,主要取決于覆層的摩擦學(xué)特性。本文采用改進(jìn)的液態(tài)擴(kuò)散法,使試驗(yàn)用鋼獲得碳化釩覆層。采用銷/盤磨損試驗(yàn),系統(tǒng)地測定了不伺配副在不同載荷下非潤滑滑動(dòng)磨損的磨損率和摩擦系數(shù)。結(jié)果表明,碳化釩涂覆工具鋼的起始高磨損率階段甚短,在覆層失效前保持遠(yuǎn)低于淬火回火狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)磨損率。其中銷/盤都有碳化釩覆層的配副磨損率低,而淬火回火態(tài)高。試驗(yàn)配副的磨損率K與接觸正應(yīng)力σ均服從K=Aσ~n關(guān)系。涂覆碳化釩材料的摩擦系數(shù)顯著低于淬火回火鋼。磨損表面的SEM分析表明,試驗(yàn)用鋼涂覆碳化釩、淬火回火狀態(tài)的非潤滑滑動(dòng)磨損具有不同的分層磨損機(jī)理。
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