金属材料学课堂讨论作业.ppt

课堂讨论作业 归纳总结高速钢的成分 工艺 组织和性能特点 着重分析讨论以下几个问题 1 分析高速钢中常用合金元素Cr W Mo V的作用及含量 2 对高速钢进行锻造的目的与要求 如锻造不当 会带来什么后果 3 热处理工艺特点 包括预热 淬火加热温度 淬火保温时间 分级淬火 回火工艺等 并说明其理由 4 分析热处理后的最终组织 说明合金元素的分布状况 5 分析比较W18Cr4V W6Mo5Cr4V2钢的优缺点 Cr W Mo V作用及含量 1 Cr 目前绝大多数高速钢中都含有约4 的Cr Cr在高速钢中主要起到提高淬透性的效果 也能增加高速钢的耐蚀性和增大抗氧化能力 减少粘刀现象 改善刃具切削能力 W 高速钢中钨的含量一般小于20 钨可以提高高速钢的热硬性 在560摄氏度回火时能产生弥散强化 提高钢的耐磨性 当含量高于20 时 钢中的碳化物不均匀性明显增加 从而钢的强度 塑性也大为降低 Mo的作用和W相似 1 Mo可取代1 5 2 的W V在高速钢中能显著提高钢的热硬性 提高硬度和耐磨性 同时还能有效地细化晶粒降低钢的过热敏感性 V的含量含量约在1 5 V在钢中以VC存在 VC部分溶于奥氏体中 回火时强烈阻碍马氏体分解 提高回火稳定性 在一定温度下又以VC弥散析出 产生二次硬化 淬火加热未溶的VC阻止晶粒长大 锻造目的 要求 高速钢锻造的目的是将粗大的共晶碳化物破碎 锻轧变形量不足时 仍存在粗大的碳化物网和密集的带状碳化物 碳化物不均匀性严重时 是热处理工艺性变坏 热处理工艺特点 退火高速钢锻轧后 需要退火 高速钢Ac1在820 840 范围 退火温度选择略高于Ac1 普通退火工艺为860 880 保温2 3h 一般退火硬度为HB207 225 HRC18 26 金相组织为S 碳化物 淬火 淬火预热高速钢的导热性差 而淬火温度较高 为了减少淬火应力和工件的变形开裂 必须在高温加热前进行预热 预热温度一般在800 850 使得钢在加热时 S向A转变在较低的温度范围内预先完成 减少内应力 预热常在盐浴炉中进行 预热时间可按照25 30s mm计算 淬火加热温度高速钢加热温度比一般合金工具钢加热温度高 如W18Cr4V淬火加热温度达到1100 时 硬度可达HRC61 但在这样的情况下 在较低温度回火时 钢的硬度就要降低 其热硬性不高 W6Mo5CrV2常用加热温度1230 选用加热温度的考虑因素 原材料情况 刀具形状尺寸 使用性能 淬火保温时间保温时间应保证工件熟透 并有足够数量的碳化物融入A 高速钢在盐浴炉中加热 加热时间系数一般为8 15s mm 对于小型工件取上限 大型工具取下限 电炉中加热时 其保温时间较盐浴炉中加热时延长半倍 分级淬火为了减少淬火应力 生产上采用分级淬火法 一般刀具多采用一次分级淬火 是将工件直接淬入580 620 中性盐作分级停留 然后空冷 回火 高速钢淬火后内应力大 性脆 组织和尺寸都不稳定 残余奥氏体量比较多 所以高速钢淬火后组织不稳定 硬度和耐磨性不高 易变性开裂 通过540 560 三次回火 可使淬火马氏体转变为回火马氏体 消除残余奥氏体 热处理最终组织 退火组织 索氏体 碳化物 较粗大的初生和次生碳化物分布在索氏体基体上 淬火组织 淬火马氏体 残余奥氏体 剩余碳化物回火组织 回火马氏体 碳化物 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2比较 W18Cr4V优点 通用性强 红硬性好 可磨性好 不易脱碳 缺点 价格较贵 碳化物晶粒粗 碳化物不均匀性大 韧性差 特别是红塑性低 在热成型中易开裂 W6Mo5Cr4V2优点 价格较便宜 碳化物粒度细 不均匀性小 韧性较高 特别是热塑性好 便于热成型 缺点 脱碳敏感性大 红硬性及磨加工性能稍差