电渣重熔连续定向凝固M2高速钢铸态组织的研究

连续定向凝固技术研究摘要针对日趋活跃的金属定向凝固技术,阐述定向凝固技术的基本原理,以及其特点。

简要说明了金属定向凝固技术的应用。

介绍了目前金属定向凝固技术在国内外的发展状况,存在的问题及未来的前景。

关键词金属；定向凝固；基本原理；技术特点；应用Continuous Unidirectional Solidification TechnologyZuojinrongAMM, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, ChinaABSTRACT Directional solidification technology of metal has become ncreasingly act ive.Its basic principle and characteristics are descri bed.Its applications are also overviewed .The development state at home and abroad , problems and future prospects of directional solidification are summ arized.KEY WORDS Metal；directional solidification ；basic principle ；technicalcharacteristic ；application 绪论：金属的凝固，从传热学的角度是液态金属转变为固态的过程；从物理化学、金属学的观点就是结晶，即：形核和生长。

形核过程对金属材料晶粒的大小起着至关重要的作用；晶体生长关系到凝固后微观组织的形态，由于组成金属材料的晶体形态与金属材料的性质有关，如何控制晶体生长已成为控制金属材料性能的重要手段。

凝固组织的控制包括两方面的内容：(l)凝固组织形态的选择(2)控制凝固组织的尺寸、间距。

电渣重熔高速钢的研究
王俊国
【期刊名称】《黑龙江冶金》
【年(卷),期】2011(031)004
【摘要】为了降低高速钢电渣重熔的电耗,通过采用两种不同电阻率的渣系进行电渣重熔W6Mo5Cr4V2实验,研究了渣系对W6Mo5Cr4V2的质量和重熔电耗的影响.结果证明:采用高电阻率的渣系,可以降低电耗、提高生产率和产品质量.
【总页数】4页(P8-10,13)
【作者】王俊国
【作者单位】东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔161041【正文语种】中文
【相关文献】
1.电渣重熔连续定向凝固M2高速钢铸态组织的研究 [J], 占礼春;迟宏宵;马党参;付锐;蒋业华
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5.电渣重熔M42高速钢稀土孕育处理工艺实践 [J], 王凯;王振宇;谢志彬;梁敬斌;张旭阳
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m2高速钢凝固组织的研究m2高速钢是一种常用的高速切削工具材料，具有优良的耐磨性和耐热性。

其凝固组织对于材料的性能和加工性能有着重要的影响。

因此，研究m2高速钢的凝固组织成为了一个重要的课题。

一、m2高速钢的组成和特点m2高速钢主要由碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、铬（Cr）、钼（Mo）、钴（Co）等元素组成。

这些元素的含量和配比对于钢材的性能有着重要的影响。

m2高速钢具有较高的硬度、耐磨性和耐热性，适用于高速切削和冷作模具等领域。

二、m2高速钢的凝固过程m2高速钢是通过熔炼、铸造和热处理等工艺制备而成的。

在熔炼过程中，各种元素在熔体中均匀分布，并逐渐形成凝固晶核。

随着凝固的进行，晶核逐渐长大并形成晶粒。

晶粒的形态和大小对材料的性能有着重要的影响。

三、m2高速钢的凝固组织研究方法研究m2高速钢的凝固组织可以采用金相显微镜观察、扫描电子显微镜观察和X射线衍射等方法。

金相显微镜可以观察到晶粒的形态和大小，以及晶界和相界的分布情况。

扫描电子显微镜可以观察到晶粒的表面形貌和微观结构。

X射线衍射可以确定晶体的晶格结构和晶体的取向情况。

四、m2高速钢的凝固组织结构m2高速钢的凝固组织结构主要包括铁素体、碳化物和其他相。

铁素体是主要的组织相，具有良好的韧性和塑性。

碳化物是高速钢的硬化相，可以显著提高材料的硬度和耐磨性。

其他相包括析出相和固溶相等，对材料的性能也有一定的影响。

五、m2高速钢凝固组织对材料性能的影响m2高速钢的凝固组织对材料的性能有着重要的影响。

晶粒的形态和大小决定了材料的韧性和硬度。

晶界和相界的分布情况会影响材料的强度和耐磨性。

碳化物的形态和分布对材料的耐磨性和耐热性有着重要的影响。

因此，通过调控凝固组织可以改善m2高速钢的性能和加工性能。

六、m2高速钢凝固组织的调控方法调控m2高速钢的凝固组织可以通过熔炼工艺、合金元素的配比和热处理工艺等方面进行。

合理的熔炼工艺可以保证合金元素的均匀分布和凝固晶核的形成。

电渣重熔与连铸轴承钢中的夹杂物
周德光;陈希春;傅杰;王平;李晶;徐明德
【期刊名称】《北京科技大学学报》
【年(卷),期】2000(22)1
【摘要】研究了电渣重熔前后钢中氧及夹杂物的变化,结果表明:用电渣重熔工艺生产轴承钢,虽然氧含量比连铸钢高,但其大颗粒夹杂物数量少,尺寸较小,分布均匀,因此疲劳寿命高.
【总页数】5页(P26-30)
【作者】周德光;陈希春;傅杰;王平;李晶;徐明德
【作者单位】北京科技大学冶金学院,北京,100083;北京科技大学冶金学院,北京,100083;北京科技大学冶金学院,北京,100083;北京科技大学冶金学院,北
京,100083;北京科技大学冶金学院,北京,100083;大冶特殊钢股份有限公司,黄石,435001
【正文语种】中文
【中图分类】TF762;TF777
【相关文献】
1.冷却强度对连续定向凝固电渣重熔GCr15轴承钢中碳化物的影响 [J], 刘洋;李晶;史成斌;王甜雨;卢欣彤;李琪蓝
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忠;李世健;杨亮;成国光
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M42高速钢中碳化物的析出机理与转化规律研究作为高速钢的代表钢种,M42高速钢具有着优异的力学性能并广泛的应用于制造各种难加工工件、切削工具和高载荷模具。

淬火后的M42高速钢马氏体含量可达到基体总量的20wt%以上,钼、铬、钒等合金元素也可与钢中的碳形成大量的碳化物,这些因素都促使M42高速钢的硬度显著提高,特别是在高温下也可保持很高的硬度。

然而,钢中碳化物尺寸大、分布不均匀等问题会严重降低钢的塑性,制约了它的发展与应用。

本文对M42高速钢在电渣重熔和后续热处理过程进行研究,分析高速钢铸态组织碳化物析出机理及碳化物在加热过程中的分解与转变,同时研究了热处理条件的变化对高速钢微观结构和力学性能的影响,并探讨了氮含量对M42高速钢中碳化物及微观结构的影响。

对高速钢质量提升和力学性能改善研究具有重要的科学意义。

本课题以传统的电渣重熔法冶炼超硬高速钢获得最初铸锭为起点开始研究,通过thermo-calc 软件计算高速钢凝固冷却过程中各相在平衡态和非平衡态条件下的析出温度,利用扫描电镜分析重熔锭微观结构,得出铸态的M42高速钢碳化物主要呈层片状和纤维状沿晶界析出且连成网状。

由于电渣锭芯部冷却速率较慢,偏析情况比边部严重,表现为枝晶间距和碳化物的平均尺寸均大于边部。

电渣锭中的碳化物类型主要为富Mo的M2C亚稳态碳化物和富V的MC型碳化物。

利用电解萃取法、图像分析和透射电镜分析了锻造退火后M42高速钢碳化物的分解情况。

结果表明锻造退火后网状碳化物得以破碎与分解,形态以方形、不规则球形和小颗粒为主,碳化物尺寸在20μm以内。

碳化物的类型以小型含Cr、V和Mo的复合碳化物为主,包括富Cr的M7C3,富V的MC和Fe2Mo4C。

采用高温共聚焦扫描激光显微镜对高速钢淬火升温和冷却过程组织变化进行原位观察,并分析冷却速率对微观结构的影响。

并研究了奥氏体化温度和保温时间对碳化物的影响。

结果表明,淬火后的组织主要是马氏体、残余奥氏体和碳化物。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810804624.7(22)申请日 2018.07.20(71)申请人 辽宁石油化工大学地址 113001 辽宁省抚顺市望花区丹东路西段1号(72)发明人 王晓花　康晓雪　马骏　(74)专利代理机构 沈阳东大知识产权代理有限公司 21109代理人 刘晓岚(51)Int.Cl.G06F 17/50(2006.01)(54)发明名称一种电渣重熔铸锭凝固微观组织的预测方法(57)摘要本发明提供一种电渣重熔铸锭凝固微观组织的预测方法，涉及冶金熔炼技术领域。

一种电渣重熔铸锭凝固微观组织的预测方法，首先收集电渣重熔的设备参数与工艺参数，并根据电渣重熔钢种成分，采用溶质微观偏析模型，获得钢种热物性参数数据；然后建立电渣重溶过程的宏微观多尺度数学模型；最后将电渣重熔过程工艺参数和钢热物性参数数据作为电渣重溶过程的宏微观多尺度数学模型的输入值，预测不同电渣重熔过程工艺条件下铸锭凝固组织的形貌。

本发明提供的电渣重熔铸锭凝固微观组织的预测方法，较实验测量法具有成本低、效率高、分析全面等优点，能够为优化电渣重熔工艺条件提供直观可靠的信息。

权利要求书6页 说明书14页 附图3页CN 108897972 A 2018.11.27C N 108897972A1.一种电渣重熔铸锭凝固微观组织的预测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、收集电渣重熔的设备参数与工艺参数；步骤2、根据电渣重熔钢种成分，采用溶质微观偏析模型，获得钢种热物性参数数据；步骤3、建立电渣重溶过程的宏微观多尺度数学模型；步骤3.1、建立电渣重溶过程的宏观凝固传热模型；步骤3.2、建立电渣重溶过程的晶粒形核模型；步骤3.3、建立电渣重溶过程的凝固组织生长模型；步骤4、将电渣重熔过程工艺参数和钢热物性参数数据作为电渣重溶过程的宏微观多尺度数学模型的输入值，预测不同电渣重熔过程工艺条件下铸锭凝固组织的形貌。

第52卷第4期表面技术2023年4月SURFACE TECHNOLOGY·147·强流脉冲电子束M2高速钢表面改性组织和耐磨性能陈军1a,2，王帅夫3，李伟2，司立坤1b，马海涛1a，郝胜智1a,2（1.大连理工大学 a.材料科学与工程学院 b.机械工程学院，辽宁 大连 116024；2.大连理工大学鞍山研究院，辽宁 鞍山 114051；3.鞍钢集团国际经济贸易有限公司，辽宁 鞍山 114002）摘要：目的改善M2高速钢表面组织，提高其耐磨性和红硬性。

方法利用强流脉冲电子束（HCPEB）进行M2高速钢表面辐照改性处理，工作参数包括加速电压25 kV，脉冲宽度2.5 s，能量密度4 J/cm2，脉冲次数3、8和15次。

采用MEF-4型光学显微镜和Zygo 9000型3D表面光学轮廓仪观察辐照前后样品表面形貌。

采用XRD-6000型X射线衍射仪分析改性层组成。

采用DMH-2LS型努氏显微硬度计测量样品表面和截面硬度。

采用CFT-I型摩擦磨损试验机测量表面耐磨性能。

在600 ℃下保温1 h后空冷，测量样品表面硬度变化用以比较红硬性。

结果 HCPEB改性M2高速钢样品表面重熔并出现熔坑，随脉冲次数增加，熔坑数量减少且尺寸增加，表面粗糙度下降，15次脉冲处理样品表面形成大量孪晶，熔坑内部出现熔孔和微裂纹。

重熔层组织细化致密，碳化物类型改变，碳化物颗粒尺寸减小，残余奥氏体数量增加。

相对于未改性样品，15次脉冲处理样品表面硬度提高53.5%，磨损体积减小16.5%，红硬性提高19.2%。

结论 HCPEB可有效改善M2高速钢表面组织，使表面显微硬度、耐磨性和红硬性指标均有明显提高。

关键词：强流脉冲电子束；表面改性；M2高速钢；显微组织；耐磨性；红硬性中图分类号：TH117 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)04-0147-08DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.04.011Microstructure and Wear Resistance of M2 High Speed Steel after High Current Pulsed Electron Beam Surface ModificationCHEN Jun1a,2, WANG Shuai-fu3, LI Wei2, SI Li-kun1b, MA Hai-tao1a, HAO Sheng-zhi1a,2(1. a. School of Material Science and Engineering, b. School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology,Liaoning Dalian 116024, China; 2. Anshan Institute, Dalian University of Technology, Liaoning Anshan 114051, China;3. Ansteel Group International Economy and Trade Co., Ltd., Liaoning Anshan 114002, China)ABSTRACT: As a new type of high energetic beam technique, high current pulsed electron beam (HCPEB) has been rapidly developed in recent years. Under HPCEB irradiation, the beam energy can be deposited with the featured characteristics including high density, fast heating speed, large depth and spot area. As a result, the material modification process is realized收稿日期：2022–03–09；修订日期：2022–10–27Received：2022-03-09；Revised：2022-10-27通讯作者：陈军（1965—），男，博士，副教授，主要研究方向为材料表面改性。

m2高速钢凝固组织的研究M2高速钢是一种常用的高速钢，具有优异的耐磨性、耐热性和耐腐蚀性。

其主要成分为碳、钨、钼、铬、钴等元素，其中钨和钼是提高其硬度和耐磨性的关键元素。

M2高速钢的凝固组织对其性能有着重要的影响，因此对其凝固组织的研究具有重要的意义。

M2高速钢的凝固组织主要包括铁素体、渗碳体、碳化物和残余奥氏体等组织。

其中，铁素体是最基本的组织，其含量决定了M2高速钢的强度和韧性。

渗碳体是由碳在铁素体中扩散形成的，其含量和形态对M2高速钢的硬度和耐磨性有着重要的影响。

碳化物是M2高速钢中的主要强化相，其含量和形态对M2高速钢的硬度和耐磨性有着决定性的影响。

残余奥氏体是在淬火过程中未完全转变为马氏体的组织，其含量和形态对M2高速钢的韧性和耐冲击性有着重要的影响。

M2高速钢的凝固组织受到多种因素的影响，如成分、凝固速度、热处理工艺等。

其中，成分是影响M2高速钢凝固组织的主要因素之一。

钨和钼的含量对M2高速钢的硬度和耐磨性有着重要的影响，但过高的含量会导致碳化物的析出不均匀，从而影响M2高速钢的性能。

凝固速度是影响M2高速钢凝固组织的另一个重要因素。

较快的凝固速度可以促进碳化物的析出，从而提高M2高速钢的硬度和耐磨性。

热处理工艺也是影响M2高速钢凝固组织的重要因素之一。

适当的热处理工艺可以调控M2高速钢的凝固组织，从而提高其性能。

为了研究M2高速钢的凝固组织，研究人员采用了多种方法，如金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等。

金相显微镜可以观察M2高速钢的凝固组织和相变过程，从而了解其组织特征和形成机制。

扫描电镜可以观察M2高速钢的表面形貌和微观结构，从而了解其表面特征和微观结构。

透射电镜可以观察M2高速钢的微观结构和相变过程，从而了解其微观结构和相变机制。

总之，M2高速钢的凝固组织对其性能有着重要的影响，其含量和形态对M2高速钢的硬度、耐磨性、韧性和耐冲击性等性能有着决定性的影响。

因此，研究M2高速钢的凝固组织具有重要的意义，可以为其性能的提高和应用的拓展提供理论依据和技术支持。