一、现代刀具材料系列讲座(一)高性能熔炼高速纲（论文文献综述）
李文滔[1]（2019）在《M42超硬高速钢再结晶退火组织和性能研究》文中认为高速钢具有高硬度、高耐磨性和良好的红硬性等优点,广泛用于制造各种高速切削工具。然而高速钢室温塑性较差,冷加工过程极易断裂。传统的重结晶退火工艺能够改善高速钢塑性,但存在生产周期长、成本高等缺点。本文以M42超硬高速钢为对象,研究了高速钢再结晶退火组织演变及其对性能的影响规律,着重分析了退火工艺、应变量及初始组织状态对高速钢再结晶行为的影响作用,为实际生产中制定合理的再结晶退火工艺提供理论指导。研究结果表明,随退火温度升高,冷拉M42高速钢钢丝依次经历回复、再结晶、晶粒长大等不同阶段,其温度区间分别为700℃以下、700℃800℃和800℃以上。其中,M42高速钢再结晶退火最佳温度区间为780℃820℃,此时再结晶比较完全,材料塑性较好。780℃退火时,随退火时间延长,冷拉M42高速钢钢丝依次发生回复、再结晶和晶粒长大,其发生时间区间分别为0120s、120300s和大于300s。其中,最佳退火时间为5min30min。保温时间超过30min,晶粒发生长大,碳化物尺寸变大、数量变少,高速钢塑性有所降低。再结晶退火后,不同组织区域分布的位错密度有所不同,展示出不同的再结晶阻碍能力:碳化物对位错的阻碍作用强于晶界,晶内碳化物对位错的阻碍作用强于晶界碳化物,尺寸较大的碳化物对位错的阻碍作用强于尺寸较小的碳化物。不同应变量（0.074、0.151、0.207）M42冷拉钢丝800℃退火实验结果表明,再结晶发生的临界应变量约为0.2。应变量小于0.2时,主要发生高温回复,强度、硬度缓慢下降。应变量大于0.2时,冷拉钢丝才能发生较完全的再结晶,强度、硬度迅速下降。对比初始组织不同的M42高速钢冷拉钢丝的再结晶退火过程,发现碳化物尺寸较大、数量密度较少时,冷拉钢丝更容易发生再结晶。高速钢中存在的大量碳化物,在再结晶过程中会强烈钉扎位错、阻碍晶界迁移,其对再结晶阻碍力大于因位错塞积、密度升高而产生的再结晶驱动力。
陈明昕[2]（2009）在《新型有机物切削刀具材料的低温二次硬化机理研究及渗碳体超细化的析出控制》文中研究指明通常只有高钴含量的高速高合金工具钢经过特殊热处理才可实现硬度达到HRC68-72,低合金工具钢中达到这样高的硬度未见报导。且钢的淬火与回火硬度几乎一致。另外,由于渗碳体或铁的碳化物析出后容易聚集长大而粗化,因此很难得到细小的尺寸（100nm以下）而达到显着的强化效果。因此,有机物切割刀具用低合金工具钢存在硬度偏低、刀刃锋利度不足等缺点,很难满足使用要求。本文依据钢铁材料的微合金化及强韧化原理,通过合金设计与优化,运用低温二次硬化原理成功开发了一种具有超高硬度（HRC68-72）的高碳低合金钢9CrV及新型的低温回火工艺,该钢以其良好的综合性能,满足了有机物切割刀具的高质量的切削性能需求。本文对该钢低温二次硬化机理及渗碳体的超细化析出控制进行了系统地研究。采用扫描电子显微镜、X射线衍射,相分析等手段研究和分析了该钢经不同的低温回火工艺处理后析出相的种类、数量及尺寸和低温二次硬化机理,并定量计算了合金渗碳体M3C相的Orowan机制对钢的强度贡献；利用钢铁材料中的第二相的相关理论计算了合金渗碳体M3C与ε-碳化物自铁素体及马氏体基体析出过程的相变自由能、比界面能、弹性应变能的变化,以及合金渗碳体M3C析出时的临界形核尺寸及临界形核功。研究结果表明,经过淬火880℃/5min油冷后基体为高碳马氏体组织,组织中有少量的、平均尺寸在1.2μm左右的合金渗碳体钉扎在晶界上,阻止了奥氏体晶粒长大,得到了11.5级细小晶粒,这对提高钢的硬度及韧性起到了重要的作用。再经180℃/10h低温回火处理,硬度达到HRC68-72,在马氏体组织基体上析出主要的强化相为合金渗碳体M3C相（非ε碳化物）,并有少量的M（CN）相,尺寸为1-5nm的M3C相占总质量分数的14.2%,5-10nm占5.6%,细小、弥散的合金渗碳体与基体保持着共格或半共格关系,可使钢的强度提高640MPa,这是实现超硬化的重要原因。运用实验结果并依据相关理论计算得到,在200℃时M3C自马氏体中沉淀析出产生平均比界面能σ为0.58685 J/m2,ε碳化物自马氏体中沉淀析出产生平均比界面能厅为0.2J/m2,可见M3C自马氏体基体析出时需要克服的系统能量高于ε碳化物,这一结果证实了ε碳化物优先析出；根据第二相位错形核理论计算得到,M3C在马氏体基体析出时的核胚临界最小核心尺寸为Hed*=0.81nm、Led*=1.2nm、Wed*=1.08nm,最小临界形核功为0.694×10-18J,计算结果为控制析出相种类及尺寸提供了可靠的理论数据。析出相的溶解与析出伴随着系统能量的变化,能量的变化大小往往标志着该析出相沉淀析出的难易程度,本文通过计算得到合金渗碳体与ε碳化物溶入铁素体中标准反应的吉布斯自由能公式分别为：△GFe3C→α=77344-45.564T和△Gε→α=25558-1.149T,并计算得到含碳量为0.887%（除去M（CN）相中含碳量）的钢中M3C在铁素体中的析出自由能公式为△GM=-77344.184+46.56T,以及ε碳化物在铁素体中沉淀析出相变的自由能公式为：△GM=-25558+2.1456T,公式适用范围473-1000K,计算结果可对控制析出相的溶解与析出起到重要作用。同时本文还估算得到在200℃时M3C和ε-碳化物在铁素体中沉淀析出的粗化速率分别为0.08017 nm/s1/3、0.542064nm/s1/3,说明ε-碳化物的粗化速率快于合金渗碳体M3C,因此ε-碳化物沉淀析出后将会迅速长大。而本文所采用特殊的低温回火工艺抑制了ε碳化物的析出或促进ε碳化物转变为合金渗碳体,并在较低温度得到了粗化速率较慢的合金渗碳体,最终得到超细的颗粒尺寸,实现了渗碳体的超细化控制。
邵军杰[3]（2009）在《钛合金专用铣刀参数化设计及其试验研究》文中认为现代切削技术发展趋势是高效、精密、智能和环保,因而刀具应该与不同的加工材料相匹配。刀具应该满足高效、高精度、高可靠性和专用化要求。钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点。从20世纪50年代开始,钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,可以减轻飞机的重量,提高结构效率。但是钛合金是一种难加工材料,其具有强度高,化学活性大,导热性差,弹性模量小的加工特点,如何提高钛合金的切削加工效率一直是航空航天以及其他制造行业中迫切需要解决的难题。在制造技术飞速发展的今天,钛合金加工技术已经成为衡量一个国家航空航天工业水平的重要指标。本文针对钛合金的加工特点,运用有限元与试验研究相结合的方法,探讨了钛合金专用铣刀参数化设计的一般方法,主要结论如下:1.首先对钛合金切削过程中的材料和刀具特性进行了详细分析,解决了如何针对钛合金加工特点改进刀具几何设计的问题。2.将切削过程仿真建模以及标准试验的手段结合,研究钛合金专用铣刀实际加工过程中工艺和刀具设计可行性,构造工艺参数和刀具参数的可行空间,提出工艺过程和刀具参数的优化策略,为高性能切削提供指导。3.通过对刀具设计进行独立参数分析,结合仿真手段和标准试验手段,为钛合金三维参数化设计提供标准化手段,并对钛合金接头专用高效铣刀和通用型铣刀进行对比试验,验证参数化设计对专用刀具研究的有效性。4针对钛合金专用铣刀的几何设计以及工艺特点,从切削力、切削温度、切削振动以及刀具磨损等角度,对钛合金专用铣刀进行切削参数优化,充分发挥钛合金专用铣刀在实际加工中的优点。
于启勋[4]（2001）在《现代刀具材料系列讲座(一)高性能熔炼高速纲》文中进行了进一步梳理介绍了高性能熔炼高速钢的种类与性能。列出了某些切削试验数据。
二、现代刀具材料系列讲座(一)高性能熔炼高速纲（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、现代刀具材料系列讲座(一)高性能熔炼高速纲（论文提纲范文）
（1）M42超硬高速钢再结晶退火组织和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速钢概述 |
| 1.1.1 高速钢的发展历程 |
| 1.1.2 高速钢的现状与展望 |
| 1.2 高速钢的组织与性能 |
| 1.2.1 高速钢的分类 |
| 1.2.2 碳化物 |
| 1.2.3 高速钢的性能特点 |
| 1.3 高速钢钢丝的生产工艺 |
| 1.3.1 高速钢钢丝的生产流程 |
| 1.3.2 高速钢钢丝的冷拉拔 |
| 1.4 高速钢的塑性及其影响因素 |
| 1.4.1 高速钢的塑性 |
| 1.4.2 高速钢塑性的影响因素 |
| 1.4.3 高速钢塑性改善研究 |
| 1.5 传统高速钢退火工艺 |
| 1.6 再结晶退火概述 |
| 1.6.1 连续退火工艺与再结晶退火 |
| 1.6.2 再结晶的形核理论与机制 |
| 1.6.3 再结晶的影响因素 |
| 1.7 本文研究背景和内容 |
| 1.7.1 研究背景及意义 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 第二章 实验路线及研究方法 |
| 2.1 研究路线 |
| 2.2 实验材料与制备 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验样品制备 |
| 2.3 分析方法 |
| 2.3.1 金相分析 |
| 2.3.2 扫描电镜分析(SEM) |
| 2.3.3 背散射电子衍射(EBSD) |
| 2.3.4 透射电子显微分析(TEM) |
| 2.3.5 性能分析 |
| 第三章 再结晶退火工艺对M42高速钢组织和性能影响研究 |
| 3.1 退火温度对M42 高速钢再结晶组织及性能影响研究 |
| 3.1.1 M42 高速钢性能变化规律 |
| 3.1.2 微观组织演变规律 |
| 3.1.3 显微组织演变行为分析及对性能的影响 |
| 3.2 退火时间对M42 高速钢组织和性能的影响 |
| 3.2.1 M42 高速钢的性能变化规律 |
| 3.2.2 微观组织变化规律 |
| 3.2.3 显微组织演变行为分析及对性能的影响 |
| 3.3 碳化物在再结晶过程中的影响 |
| 3.4 再结晶动力学研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 形变量和原始组织对M42高速钢退火组织和性能影响研究 |
| 4.1 应变量对M42 高速钢组再结晶退火织和性能的影响 |
| 4.1.1 力学性能 |
| 4.1.2 微观组织演变规律 |
| 4.1.3 组织对性能的影响 |
| 4.2 原始组织对M42 高速钢组织和性能的影响 |
| 4.2.1 性能变化规律 |
| 4.2.2 微观组织演变规律 |
| 4.2.3 组织对性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间主要成果 |
| 致谢 |
（2）新型有机物切削刀具材料的低温二次硬化机理研究及渗碳体超细化的析出控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外刀具材料的发展与现状 |
| 1.2.1 刀具材料发展的回顾 |
| 1.2.2 现代刀具材料的种类 |
| 1.2.3 现代刀具材料的发展 |
| 1.2.4 无机物与有机物切割刀具的发展 |
| 1.3 有机物切割刀具用钢的特点 |
| 1.3.1 有机物切割的特点 |
| 1.3.2 刀具刃口锋利性 |
| 1.3.3 刀具刃口硬度 |
| 1.3.4 刀具的韧性 |
| 1.4 有机物切割刀具用钢的现状 |
| 1.4.1 制作有机物切割刀具的常用钢种 |
| 1.4.2 合金元素对钢的性能影响 |
| 1.4.3 市场应用前景和市场需求量 |
| 1.5 有机物切割刀具材料的二次硬化及Orowan机制强化理论 |
| 1.5.1 工具钢的低温二次硬化工艺技术 |
| 1.5.2 不可变形颗粒的强化理论——Orowan机制强化理论 |
| 1.5.3 第二相的Ostwald熟化 |
| 1.6 课题研究目的及意义 |
| 1.7 本文研究内容 |
| 第二章 实验用钢的设计及实验方法 |
| 2.1 有机物切割刀具用钢的合金化设计 |
| 2.1.1 设计思路 |
| 2.1.2 有机物切割刀具用钢的成分设计 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 热加工及热处理工艺 |
| 2.2.2 硬度测定 |
| 2.2.3 金相组织观察 |
| 2.2.4 SEM电子显微观察与分析 |
| 2.2.5 相分析 |
| 2.2.6 钢中奥氏体体积分数测量 |
| 第三章 热处理工艺与微观组织及硬度的相关性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热处理工艺参数的优化 |
| 3.2.1 热处理工艺的制定依据 |
| 3.2.2 试验钢热处理工艺 |
| 3.2.3 热处理工艺对试验钢的硬度影响 |
| 3.3 热处理工艺与微观组织的相关性 |
| 3.3.1 微观组织观察 |
| 3.3.2 相分析结果 |
| 3.4 试验钢的应用情况 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 M_3C相的强化与低温二次硬化 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 合金渗碳体M_3C与ε碳化物的析出问题 |
| 4.2 第二相的控制与细化晶粒 |
| 4.2.1 第二相控制基体晶粒尺寸的理论 |
| 4.2.2 试验钢中第二相钉扎晶界与晶粒细化控制 |
| 4.3 合金渗碳体M_3C相的析出强化 |
| 4.3.1 Orowan机制强化理论 |
| 4.3.2 合金渗碳体M_3C相的强化 |
| 4.3.3 试验钢中M_3C相对强度的贡献 |
| 4.4 合金渗碳体超细化控制及低温二次硬化机理 |
| 4.4.1 合金渗碳体的超细化的重要性 |
| 4.4.2 合金渗碳体的超细化及低温二次硬化原理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 合金渗碳体M_3C的析出与粗化及相关理论计算 |
| 5.1 第二相沉淀析出过程理论计算的重要性 |
| 5.2 渗碳体与χ碳化物和ε碳化物在钢中的平衡固溶度 |
| 5.3 合金渗碳体M_3C与ε碳化物在铁素体中的形成自由能 |
| 5.4 合金渗碳体M_3C和ε碳化物与母相间的界面能 |
| 5.4.1 渗碳体M_3C与铁素体之间的半共格界面比界面能 |
| 5.4.2 渗碳体M_3C与马氏体之间的半共格界面比界面能 |
| 5.4.3 ε碳化物与马氏体之间的半共格界面比界面能 |
| 5.5 合金渗碳体M_3C在位错线上形核 |
| 5.5.1 第二相在位错线上形核理论 |
| 5.5.2 试验钢中合金渗碳体M_3C在位错线上形核相关参数计算 |
| 5.5.3 M_3C析出时的弹性应变能 |
| 5.5.4 讨论 |
| 5.6 渗碳体和ε碳化物在钢中的Ostwald熟化规律计算及分析 |
| 5.6.1 第二相Ostwald熟化规律 |
| 5.6.2 渗碳体在奥氏体中的Ostwald熟化速率 |
| 5.6.3 渗碳体在铁素体中的Ostwald熟化速率 |
| 5.6.4 ε碳化物在铁素体中的Ostwald熟化速率 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 附录:测量奥氏体体积分数的X射线衍射图 |
（3）钛合金专用铣刀参数化设计及其试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 切削技术的发展状况 |
| 1.2.1 高速切削加工的发展 |
| 1.2.2 干式切削 |
| 1.2.3 硬切削技术 |
| 1.2.4 精密和超精密切削 |
| 1.2.5 虚拟切削 |
| 1.3 刀具技术的新发展 |
| 1.3.1 刀具材料的发展现状 |
| 1.3.2 刀具结构的发展现状 |
| 1.4 钛合金的切削加工性 |
| 1.4.1 钛合金的性质及分类 |
| 1.4.2 钛合金切削加工性能 |
| 1.5 本课题的研究内容和意义 |
| 第二章 钛合金专用铣刀设计与有限元仿真 |
| 2.1 钛合金专用铣刀的材料 |
| 2.1.1 高速钢钛合金专用铣刀 |
| 2.1.2 硬质合金钛合金专用铣刀 |
| 2.2 钛合金专用铣刀的基本设计原则 |
| 2.3 飞机用钛合金接头工艺过程分析 |
| 2.3.1 钛合金接头加工工艺概况 |
| 2.3.2 钛合金接头加工工艺改进方案 |
| 2.4 钛合金专用铣刀的有限元仿真 |
| 2.4.1 高速钢钛合金专用铣刀几何参数的有限元仿真 |
| 2.4.2 硬质合金钛合金专用铣刀几何参数的有限元仿真 |
| 2.4.3 仿真结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 钛合金专用铣刀的参数化设计 |
| 3.1 创建实体模型 |
| 3.2 实体模型的访问 |
| 3.2.1 钛合金专用铣刀参数设置 |
| 3.2.2 钛合金专用铣刀三维参数化模型的生成 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 钛合金专用铣刀试验研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 钛合金专用铣刀的试验目的和试验内容 |
| 4.2.1 试验目的 |
| 4.2.2 试验内容 |
| 4.3 切削试验设备与检测系统 |
| 4.3.1 切削试验设备 |
| 4.3.2 在线检测系统 |
| 4.3.3 离线采集系统 |
| 4.3.4 试验刀具和试验材料 |
| 4.4 试验结果和分析 |
| 4.4.1 钛合金专用铣刀切削参数优化 |
| 4.4.2 钛合金专用铣刀和通用型铣刀切削性能比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表论文 |
四、现代刀具材料系列讲座(一)高性能熔炼高速纲（论文参考文献）
- [1]M42超硬高速钢再结晶退火组织和性能研究[D]. 李文滔. 东南大学, 2019(06)
- [2]新型有机物切削刀具材料的低温二次硬化机理研究及渗碳体超细化的析出控制[D]. 陈明昕. 昆明理工大学, 2009(01)
- [3]钛合金专用铣刀参数化设计及其试验研究[D]. 邵军杰. 上海交通大学, 2009(04)
- [4]现代刀具材料系列讲座(一)高性能熔炼高速纲[J]. 于启勋. 机械工程师, 2001(01)