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高速钢中的对应合金元素的作用

发布时间:2018-03-06 15:53:38

(1)钨的作用
钨是使高速模具钢具有红硬性的抓哟元素。它是强碳化物形成元素,在钢中形成(Fe,W)6C等多种袒护无,同时有部分钨溶入固溶体中。淬火加热时(Fe,W)6C等很难溶解,对晶粒长大起到阻碍作用,使W18Cr4V钢加热到1200℃时仍然有细小的晶粒。在回火过程中钨的碳化物弥散析出于马氏体基体上造成高速模具钢的二次硬化效应,并且钨的碳化物不易聚集长大,因而有利于高速模具钢的红硬性。
溶入固溶体中的钨,既能提高回火时马氏体分解温度,又能阻碍铁原子的扩散,提高钢的回火稳定性,使高速模具钢中的马氏体在加热到600~625℃还比较稳定。
(2)钒的作用
钒是高速模具钢中提高红硬性的主要元素,钒是强碳化物形成元素,形成稳定的VC,回火过程中VC以细小弥散质点析出,造成二次硬化,其作用比钨还强。高速模具钢的含钒量增加,红硬性和耐磨性提高,但是提高含钒量必须提高含碳量,以保证形成各种碳化物。高速模具钢中含钒量为1%~5%,随含钒量增加,高速模具钢的切削加工性能下降。
(3)钼的作用
钼和钨是同族元素,也是碳化物形成元素,在高速模具钢中的作用也相似。高速模具钢中经常用钼代替钨,按质量分数计算,1%钼可代替2%的钨。W6Mo5Cr4V2钢及时根据这个原理研究出来应用的高速模具钢。钼能够使高速模具钢中的莱氏体细化,减轻钢中碳化物偏析程度,提高钢的热塑性。但是钼的主要碳化物(Fe,W)6C溶入奥氏体的文帝比(Fe,W)6C低。因此钼系高速模具钢的淬火加热温度范围比较窄,晶粒容易长大,过热敏感性大。也有一定的脱碳倾向。
(4)铬的作用
各种高速模具钢的铬含量一般都是4%左右,这是由于铬作用的两个方面决定的:铬显著地提高钢的淬透性,加热时铬基本上全部溶入奥氏体中增加奥氏体的稳定性,铬也是碳化物形成元素,高速模具钢中的铬主要形成Cr23C6型碳化物;铬的另一个重要作用是显著增加奥氏体向马氏体转变的体积膨胀量,因此具有增大残余奥氏体的倾向,铬含量过高,淬火残余奥氏体数量会明显地增多。
(5)钴的作用
钴在高速模具钢中显著增加硬度和红硬性,国外高速模具钢中加钴的比较多,其硬度通过回火可达HRC68~70。钴在高速模具钢中不能形成碳化物,全部溶解早奥氏体中提高奥氏体的合金度;有其它元素存在时通过阻碍扩散,阻碍奥氏体分解,有一定的提高淬透性的作用。
(6)碳的作用
高速模具钢中含碳量都比较高,主要是为了保证这些合金元素形成足够的碳化物,在不同的阶段析出或提高硬度,或提高二次硬化效果。目前高速模具钢的含碳量以计算成分加入,确切地说,以碳化物化学当量加入。含碳量过高或损失高速模具钢的塑性和韧性,降低加工性。