《对M2Si超硬高速钢(即无莱氏体高速钢)的热处理工艺研究设计》-毕业设计论文（学术).doc

目 录 第1章 概 论 1 1.1 课题的背景及意义 1 1.2 高速钢的发展及应用状况 1 1.2.1 国外高速钢的发展状况 1 1.2.2 我国高速钢的发展状况 3 1.2.3 质量水平与国外相比 4 1.3 高性能高速钢的发展及特点 4 1.4 高速钢的组织特点 6 1.5 本课题的研究内容 7 第2章 M2Si超硬高速钢的组织性能特点 8 2.1 M2Si超硬高速钢的成分特点 8 2.2 M2Si钢内主要合金元素的作用 8 2.2.1 钨在钢中的影响 8 2.2.2 钼在钢中的影响 9 2.2.3 铬在钢中的影响 9 2.2.4 钒在钢中的影响 10 2.2.5 碳在钢中的影响 10 2.3 硅在M2Si钢中的作用 10 第3章 试验条件与方法 13 3.1 试验材料 13 3.2 试验仪器与设备 13 3.2.1 淬火工艺设备 13 3.2.2 回火工艺设备 13 3.2.3 高温回火工艺设备 13 3.2.4 其他各种设备 14 3.3 工艺试验方法 14 3.3.1 淬火工艺试验方法 14 3.3.2 回火工艺试验方法 15 3.3.3 高温回火工艺试验 15 3.4 淬火工艺曲线的确定 16 第4章 试验结果与分析 17 4.1 M2Si淬火组织观察 17 4.1.1 M2Si淬火组织金相检验 17 4.1.2淬火组织金相图片 18 4.1.3 碳化物的分布 18 4.1.4 奥氏体晶粒大小 19 4.1.5 M2Si淬火试样硬度测定结果与分析 19 4.1.6 淬火组织分析 20 4.2 M2Si回火回火组织观察 21 4.2.1 M2Si回火组织金相检验 21 4.2.2 回火组织的金相图片 22 4.2.3 过热程度检验 23 4.2.4 过烧组织检验 24 4.2.5 金相组织中不正常现象 24 4.2.6 硬度的检验 24 4.2.7 回火组织分析 25 4.3 淬火温度对红硬性的影响 25 4.3.1 各检测温度处理后基体的硬度 26 4.3.2 高温回火前后硬度的变化 26 4.3.3 与其他材料的红硬性比较 27 第5章 M2Si超硬高速钢滚刀切削性能试验[注] 29 5.1 M2Si材料滚刀实验参数 29 5.1.1 刀具参数（23QD4-14滚刀） 29 5.1.2 加工零件参数 29 5.1.3 加工机床参数 29 5.2 试验刀具加工情况 29 5.3 材料为M2的滚刀参数 30 5.4 成本和效益评估 30 结 论 31 致 谢 32 参考文献 33 附 表 35 第1章 概 论 1.1 课题的背景及意义 高速钢问世至今已经一百多年，该钢因其独特的冶金成分和后续热处理所获得的优异的切削性能，引起了机床与工具制造业的革命性变革，推动了工业的发展和社会的进步。在当今新经济时代，高速钢仍然保持着其在制造业中基础工具材料的地位，而且在模具及结构材料等方面的应用日益广泛，所以高速钢的发展仍然受到人们的关注。 在我国，由于高速钢中含有的主要合金元素W、Mo、V等蕴藏丰富，因此生产高速钢的条件十分有利。经过半个多世纪的努力，国产高速钢的数量已居世界之首，通用型和部分超硬型钢的理论研究、新产品开发、生产工艺改革、新技术应用、实验方法及刀具热处理等方面也取得了丰硕的成果[1]。 在新型高速钢种的研究与开发中，焦点问题是解决高速钢的硬度（包括高温硬度）与其脆性之间的矛盾。与普通钢材一样，高速钢的硬度也取决于含碳量，不同的是高速钢中还需要加入Cr、W、Mo、V等合金元素。硬度的提高和加入的合金元素均使高速钢的脆性增大。因此人们努力的主要目标就是在提高高速钢硬度的同时设法降低其脆性[2]。 传统的高速钢如M2的韧性有待进一步提高；CM2的硬度虽有提高，但强韧性明显降低；M2Al热处理时易脱碳及出现混晶，且脆性偏高[3]。为克服此类缺陷，国内相关公司研制开发了M2Si高速钢。该钢种是基于硅有以下两方面的良好的作用而设计的：1）硅在高碳钼系、钨钼系高速钢中可抑制层片状M2C碳化物形成、促进M2C分解；2）增加并细化回火析出的碳化物，促进二次硬化[4]。 M2Si通过电渣重熔精炼，其碳化物颗粒均匀、细小，综合性能优于M2Al，尤其是其脱碳敏感性小，不出现混晶，韧性较高，性价比更高，替代M2Al使用可望获得更大效益[5]。 1.2 高速钢的发展及应用状况 1.2.1 国外高速钢的发展状况 自1900年由Taylor和White发明高速工具钢后，为了满足机械制造业的不断发展需要，人们陆续开发出了不同类型及牌号的各种高速钢[6]。 在日本，高速钢的研究1940-1944年显示出快速发展。为了开发代用高速钢和机械加工的效率化，高性能高速工具钢的开发已是