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在轧钢生产中,轧辊是重要耗材之一。高钒高速钢轧辊虽然具有优越的性能,但价格昂贵。使用硼元素制备出高硼高速钢,能够在组织中形成高硬度的硼碳化物,且硼元素价格低廉。高硼高速钢中的硼碳化物呈连续网状结构,且脆性大,严重恶化了高硼高速钢的性能。因此改变高硼高速钢组织中硼碳化物的原始形貌,使之呈细小、弥散的团球状分布于基体中,从而提高材料性能,是确保其能够用于轧辊制备的关键,具有重大的研究意义。 本项目研究了不同B含量的高硼高速钢组织形貌、力学性能及两体磨损性能;通过定向凝固-液淬试验,研究了高硼高速钢的凝固过程,揭示了不同成分硼碳化物的生长机理;还研究了不同Al含量高硼高速钢的组织形貌、力学性能及抗回火软化特性;还以Mo元素作变量,研究了不同Mo含量高硼高速钢中硼碳化物形貌、力学性能及两体磨损性能的变化规律;以Ca、Ti作为变质元素,研究了Ca、Ti单一变质及复合变质处理对高硼高速钢组织形貌、力学性能的影响,及不同凝固速率对Ca-Ti复合变质效果的影响,同时研究了Ca-Ti复合变质高硼高速钢的高温干滑动摩擦磨损性能。 研究表明,高硼高速钢具有极好的淬透性,B含量增加,合金硬度提高,耐磨性增加。高硼高速钢凝固时的物相析出顺序为:初生奥氏体、共晶奥氏体、富Mo硼碳化物、富Cr硼碳化物;奥氏体以非小平面机制生长,富Cr硼碳化物以小平面机制生长,富Mo硼碳化物以“六边形”机制生长。Al元素能显著提高其抗回火软化性能。Mo元素以置换固溶的方式存在于硼碳化物中,改变了硼碳化物晶胞的电子环境,使晶胞热力学稳定性、化学键强度增加,从而提高了硼碳化物的韧性。Ca、Ti元素能够改变硼碳化物的生长方式,使硼碳化物尺寸细化,显著提高了合金韧性。Ca-Ti复合变质高硼高速钢中硼碳化物尺寸细小且弥散分布,且具有良好的高温抗氧化性,使其在室温和高温下均具有良好的抗摩擦磨损性能。
轧辊是轧钢生产中重要消耗备件,目前应用的高速钢轧辊含有较多昂贵的钒、钨、钴等元素,增加了生产成本。本项目以廉价硼为主要元素,采用Thermo-Calc热力学计算软件,对含1.0~3.0wt%B、0.2~0.8wt%C、4.0~8.0wt%Cr、2.0~4.0wt%Mo、0.5~1.5wt%Al、0.5~1.5wt%Si和0.5~1.5wt%V高硼高速钢相图进行计算,研究其凝固过程,探讨硼碳化物形核和生长机制;研究铈、镁、钾、氮、钛等变质处理和凝固冷却速度交互作用对硼碳化物形核和生长的影响,实现高硼高速钢硼碳化物尺度、形态及分布调控;研究铬、钼、铈等微量原子掺杂对硼碳化物韧化影响并揭示韧化机理。在此基础上提出硼碳化物尺度、形态和分布调控及韧化对改善高硼高速钢力学性能和耐磨性的作用机制,揭示高硼高速钢磨损机理。本项目最终目标是为开发具有更好强韧性和抗磨性的廉价高硼高速钢轧辊材料提供理论依据。
应该是氮化硼,因为立方氮化硼的硬度仅次于金刚石。摩氏硬度共分十级,但每一级的差异会比较大。 1)滑石 2)石膏 3)方解石 &n...
碳化硼板价格是33元,碳化硼别名黑钻石 ,分子式为B4C,通常为灰黑色微粉。是已知最坚硬的三种材料之一(其他两种为金刚石、立方相氮化硼),用于坦克车的装甲、避弹衣和很多工业应用品中。它的摩氏硬度为9....
碳化硼板价格是33元,碳化硼别名黑钻石 ,分子式为B4C,通常为灰黑色微粉。是已知最坚硬的三种材料之一(其他两种为金刚石、立方相氮化硼),用于坦克车的装甲、避弹衣和很多工业应用...
M2高速钢工业铸带中共晶碳化物及其演化
在工业机组上制备了M2高速钢铸带,采用扫描电镜和透射电镜研究了热处理和热轧对铸带中的共晶碳化物特征的影响。结果表明:双辊薄带连铸工艺可以获得共晶碳化物尺寸细小、分布均匀的高速钢铸带,铸带中存在较多的M2C亚稳相碳化物;热处理后M2C碳化物分解生成M6C和MC碳化物,碳化物得到进一步细化;由M2工业铸带直接热轧而成的薄带中仍存在一些呈断续网状分布的碳化物,先进行合适的热处理再进行热轧对M2工业铸带更为合适。
高钒高速钢的耐磨性研究
作者通过改变高速钢中含钒量和含碳量,得到不同微观组织和机械性能的磨料基体,并对其磨损性展开研究。结果表明:高速钢的耐磨性通常取决于其硬度和微观结构。硬度低于58HRC时,高速钢耐磨性主要受硬度影响;硬度高于58HRC时,其耐磨性主要取决于基体中VC的含量、形态及分布。当钒和碳含量分别在8.15%~10.20%和2.70%~3.15%之间时,可以得到大量的均匀分布球形组织或块状VC化合物,这种基体组织可以有效抵抗三氧化铝磨料的微切割,并且削弱裂纹的扩展和加深。正因为如此,高钒碳含量的高速钢表现出优良的耐磨性。
高硼硼酸钙比其他原料如:硼砂,硼酸,偏硼酸钡,偏硼酸钙,硬硼钙石有以下优势:
1. 高硼硼酸钙在硼硅酸盐玻璃,玻璃纤维制品中作原料比硼酸与硼镁矿挥发率减少57%,熔融温度降低13°C-50°C,节省燃料16%-38%,增加产量9.2%,降低成本11%,延长窑炉寿命。
2. 高硼硼酸钙在硼硅酸盐玻璃,玻璃纤维制品中作原料比使用硬硼钙石熔融温度降低13°C-30°C,玻璃纤维的抗拉强度增加9.8%,产量提高9.2%,成本降低9.8%。
3.高硼硼酸钙更适合拉制成3um-7um的细纤维,使玻璃纤维成品率保持在此80%-87%之间。
4.高硼硼酸钙取代偏硼酸钡、偏硼酸及硼酸作防锈涂料,不但可降低成本而且更符合环保要求。
以山东某玻璃纤维厂为例,每天使用高硼硼钙石30吨=三氧化二硼12.3吨=四水硼酸钙23.208吨=两水硼酸钙21.026吨。得出
1.指标比较:
硼钙石:三氧化二硼41--42% 氧化钙26--28% 二氧化硅小于6.5% 三氧化二铝小于0.5% 三氧化二铁小于0.08% 三氧化硫小于0.5% 灼烧失重22--24%
高硼硼酸钙:三氧化二硼 52.5--54.5% 氧化钙 27--29 三氧化二铁小于0.1% 氧化镁小于1% 氧化二钠小于1% 灼烧失重17--19%
2.同样含12.3吨三氧化二硼的产品,高硼硼酸钙比硼钙石少含水2.5吨,可节省2.5吨水蒸发的燃料与时间。
3.30吨硼钙石,4300元/吨,共计129000元。
高硼硼酸钙23.208吨,5300元/吨,共计123000元。
按上述价格,此玻纤厂每天可节省6000--7000元。
高硼硼酸钙在玻纤行业中的应用
在当今玻璃纤维行业中,E玻璃作为主要的拉丝原料,占世界总用量的70%以上,它的优良拉丝作业性能已被行业公认。可是某些原料在其用量达到一定高度时就会出现一些制约因素。所以研究或推荐应用一些新品种也成为人们关注的焦点。比如可以使用硬硼酸钙石将E玻璃的硼含量控制在10%以下。而硬硼酸石多产自美国和土耳其。为了改善玻璃的一些性能,降低熔制条件,降低成本,让用户能够从高额的玻纤产品---玻璃钢中解脱出来,国内一些厂家使用产自西藏的硼镁矿产品代替部分硼钙石都取得了明显的价格优势。可是由于硼镁矿多以盐析矿物为主,质量难以达到要求。同时,由于镁含量的要求使得硼镁矿不可能完全取代硬硼钙石的使用,所以在上世纪末硼酸钙逐渐取而代之。
本公司研制的高硼硼酸钙较普通硼酸钙和偏硼酸钙单位用量中硼含量更高,加入高硼硼酸钙的玻纤丝,强度不但大大提高,同时硼的损失与硼酸相比下降了10%~15%。经过山东数家玻纤企业实际使用后反映,产品质量优良,生产成本降低显著。以下为山东某玻纤厂使用高硼硼酸钙前后生产成本的比较: