高速钢1、分类:
通用型高速钢:W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2
特殊用途高速钢:高碳高钒、一般含钴、X硬型、高钒高钴2、化学成分
含量:高碳(0.7~1.5%)合金元素(大量):W(0~22%)、Cr(4%)、V(1~5%)、Mo(0~10%)、Co(0~12%)等
3、各元素的作用
C的作用:形成合金碳化物,溶于奥氏体,保证马氏体产生间隙固溶强化(提高硬度、耐磨性)
合金元素的作用:主要是提高红硬性(二次硬化);提高热强性(固溶强化)W、Mo、V等形成弥散强化相
W(M6C、M2C):提高红硬性、硬度和耐磨性;提高碳化物的不均匀性(18~20%时);降低钢的热导率
Mo(M2C、M6C):主要作用和W(1.6%~2%)相似
提高强度和冲击韧性;降低了红硬性;表面脱碳倾向很大V(VC、V4C3):
提高红硬性、硬度和耐磨性;细化晶粒,提高韧性;降低过热敏感性Cr:(4~5%之间、M23C6)(同Mo)
提高淬透性和淬硬性;提高回火稳定性和二次硬化效应;提高抗氧化性,减少粘刀现象显著增加碳化物的不均匀性、增加残ACo:(5~12%)
增强二次硬化效果,以提高红硬性和淬透性4、铸态组织和碳化物铸态组织:复杂
鱼骨状莱氏体(Ld)+黑色的δ共析体+白色的马氏体+残余奥氏体(M+γ)平衡组织:莱氏体、珠光体及碳化物(1)碳化物存在方式(25%~30%)
退火状态:M6C、M23C6、MC(除含Co高速钢外)、回火析出:M2C、M7C3
M6C,主要碳化物形式:是W或M较多的碳化物,可溶解少量的Cr、V、和Fe等元素M23C6,是Cr的碳化物,可溶解一定量的Fe、W、Mo和V等元素
MC,是V的碳化物,常以VC或V4C3表示,可溶解一定量的W、Mo、Cr和Fe等元素W系和Mo系高速钢在高温回火状态下从马氏体中析出:M2C、M7C3(2)碳化物的影响:碳化物分布很不均匀降低硬度、红硬性和耐磨性降低强度、韧性等力学性能。5、热加工
热加工的作用(锻、轧):使碳化物破碎,使之均匀分布于基体中方法:反复镦粗伸长法十字锻造法加热缓慢进行工艺:缓慢加热热加工时温度:880~1180℃缓慢冷却。6、热处理与组织退火
(1)球化退火(预备热处理):略高于A1温度保温2~3h
作用:降低钢的硬度,便于切削加工,可获得碳化物均匀分布的粒状组织退火组织:索氏体+粒状碳化物
(2)淬火(1280℃)
作用:提高奥氏体的合金度,以便淬火后得到高合金度的马氏体,为刃具的红硬性创造条件淬火工艺的选择原则:淬火温度是在不发生过热的前提下,尽可能提高淬火加热温度淬火保温时间是保证足够的碳化物溶入奥氏体中而不引起晶粒的过分长大影响因素:刃具几何形状、尺寸及加热设备等因素
淬火过程组织的变化:800℃--p转变为A;温度升高(1100℃)--碳化物溶解,奥氏体中合金元素增加。淬火组织:马氏体+碳化物+残余奥氏体(3)回火
回火作用:消除淬火应力,稳定组织,减少残余奥氏体量,达到所要求的性能回火工艺:560℃的三次高温回火
回火组织:回火马氏体+(颗粒状)碳化物+少量的残余奥氏体。回火过程的变化:150~270℃间,马氏体中析出ε碳化物,硬度略有下降,强度、塑性有所提高温度升至400℃,ε转变为渗碳体型碳化物,并聚集,硬度下降400-500℃,析出M23C6碳化物,硬度稍有提高,500-600℃,大量稳定碳化物析出,发生二次硬化效应,二次淬火效应,硬度大大提高。
600℃以上,碳化物集聚长大,硬度下降