高速钢工具[精选].doc

高速工具钢 高速钢的化学成分特点、分类及表示方法）高速钢的化学成分特点 高速钢属于高碳、高合金、莱氏体钢 碳： 合金元素总量： 莱氏体钢：铸态组织中出现莱氏体按使用性能分类普通高速钢、高性能高速钢、 按所含主要合金元素分类钨系高速钢：含钨大于，不含钼或不超过钼 钼系高速钢：含钼高于，不含钨或不超过钨 钨钼系高速钢：介于上述两者之间 3）高速钢表示方法 W9: W9Mo3Cr4V 9-3-4-1 W18: W18Cr4V 18-4-1 M2: W6Mo5Cr4V2 6-5-4-2 注意：数字和元素符号同大小 2、高速钢中合金元素的作用高速钢的铸态组织常常由鱼骨状莱氏体(Ld)、中心黑色的共析体、白亮的马氏体和残余奥氏体组成4、高速钢中的碳化物碳化物按实际生成情况分为 一次碳化物（直接由液相析出）和二次碳化物（从固体基体中析出 ）根据合金元素和碳原子的不同百分比，高速钢中存在的碳化物主要为：、、、、等M6C型碳化物 ：典型的型碳化物是。其中和可以相互置换，形成或。钢中含有的、、可溶解在中，、可置换；可置换、，这就使稳定性不同。如溶入中，使稳定性下降。的硬度为在扫描电镜下观察，呈白亮色。存在于铸态、退火态、淬火态和回火态中 M23C6型碳化物：典型碳化物是Cr23C6 主要合金元素为Cr和Fe，铁含量可以很高，甚至超过Cr 可溶入一定量的W、Mo和极少的V 其稳定性较差，淬火加热时，全部溶于奥氏体中 增加 钢的淬透性，存在于退火态中。 MC型碳化物：以为主的， 能溶解少量的、、等元素。的最高硬度可达。 碳化物的稳定性最高，即使在淬火加热温度下，也不能全部溶解。可在高温回火过程中析出，使高速钢产生弥散强化，从而使钢具有高的耐磨性（二次硬化）。在扫描电镜下观察呈灰黑色存在状态：退火态、淬火态和回火态。 M2C和M7C3型碳化物：典型碳化物为、高速钢在回火过程中，当温度超过时，自马氏体中析出、，引起钢的弥散硬化。 在扫描电镜下观察呈灰色。 存在于铸态、回火态。当回火温度超过时，则析出及，它们容易聚集长大，使钢的硬度下降。 结合能高的，碳化物硬度高，热稳定性好简单型碳化物结合能高 ，热稳定性好热稳定性顺序由低到高：、、、、、 5、碳化物分布对高速钢性能的影响 1）碳化物不均匀分布类型一次碳化物不均匀度（碳化物偏析）：一次碳化物不均匀度是指经热塑性变形加工破碎后共晶碳化物沿纵向的分布情况。单个碳化物颗粒达到以上。碳化物堆积：常见于高速钢退火态，正常碳化物应呈细小颗粒均匀分布于基体上，而碳化物堆积处碳化物外形不规则，似棉絮状2） 碳化物分布对高速钢性能的影响高速钢共晶碳化物不均匀分布，使钢材机械性能呈现各向异性，降低了钢材的强度、塑性和韧性。大块碳化物是高速钢韧性降低，磨削性能降低的重要原因在热压力加工过程中，碳化物集中处钢材塑性降低，容易引起开裂碳化物集中处有较多的碳和合金元素，熔点低，易产生过热、过烧现象，淬火后有较多的残余奥氏体 ，易产生回火不足6、高速钢的热压力加工高速钢铸态组织特点 组织不均匀，尤其是莱氏体网是任何热处理方法所不能消除的，只有通过热压力加工，达到一定的变形量之后才能得到改善。 一 加工成合适的尺寸二 破碎一次碳化物 大量不均匀分布的粗大碳化物，将造成强度及韧性的下降。这种缺陷不能用热处理工艺来矫正，必须借助于反复压力热加工(锻、轧)，将粗大的共晶碳化物和二次碳化物破碎，并使其均匀分布在基体内2）热压力加工特点 高速钢属于难变形的高合金莱氏体钢，变形抗力大（比普通钢提高1-2倍） 热传导性差（导热系数小）（容易产生热应力） 适宜变形的温度范围窄 热变形后冷裂敏感性大 保证足够的加工比K=F0/F，一般K＞8控制加热温度和加热时间 钨系高速钢的始锻温度为1140～1180，钨钼系高速钢的始锻温度要低一些 控制热变形温度 1000-1100塑性处于峰值，850-900塑性处于低谷。 终锻温度选择在950 左右 终锻温度太低会引起锻件开裂，而终锻温度太高(大于1000)会造成晶粒不正常长大，出现萘状断口 锤击时采用轻-重-轻方式　 变形后的缓冷与退火 高速钢在空气中冷却即可进行马氏体转变，所以锻造或轧制以后，钢坯应缓慢冷却，以防止产生过高的应力导致开裂。1）退火消除锻造应力 均匀破碎后的碳化物 降低硬度，便于加工 为淬火、回火做组织准备 18-4-1钢的AC1温度是820-860，故退火温度为860～880。在该温度保温3～4h，大部分合金碳化物未溶入奥氏体中，此时奥氏体中合金元素含量不多，冷却时易于转变为粒状珠光体和剩余碳化物退火组织索氏体加碳化物高速钢的