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進(jìn)口高速鋼熱處理之幾問(wèn)幾答
發(fā)布時(shí)間:2023-11-22 作者:模具鋼廠(chǎng)家 來(lái)源:深圳恒隆勝  閱讀: 1765

縱觀(guān)世界上所有的鋼材,高速鋼無(wú)疑是整個(gè)制造過(guò)程中最難的鋼材之一,無(wú)論是化學(xué)成分、組織和性能之間的復雜關(guān)系,還是冶煉、澆注、鍛造、軋制、拉絲、塑性成型、焊接和熱處理的難度。高速鋼自問(wèn)世以來(lái)已有100多年的歷史,一直被稱(chēng)為制造金屬切割刀具。有人說(shuō)“高速鋼的奧秘無(wú)窮”,也有人說(shuō)“高速鋼的變化是不可預測的”。長(cháng)期以來(lái),人們對高速鋼進(jìn)行了大量的基礎研究和改革創(chuàng )新,豐富了熱處理寶庫。

碳在高速鋼中的作用是什么?

碳是高速鋼中最重要的元素,其作用機制是碳化物的形成和轉化-溶解、沉淀和聚集。含量必須適當,不能過(guò)多,也不能過(guò)少。當含量較低時(shí),不能形成足夠數量的復合碳化物,因此在淬火加熱過(guò)程中溶解在固溶體中的碳化物會(huì )降低鋼的硬度、紅色硬度和耐磨性。如果碳含量高,淬火加熱時(shí)碳和合金元素的濃度會(huì )增加,從而提高鋼的硬度和紅色硬度,但也會(huì )帶來(lái)一些不利影響:碳化物不均勻度增加,塑性降低脆性增加,工藝性能變差(鍛造和軋制容易開(kāi)裂)、降低鋼的熔點(diǎn),因此容易產(chǎn)生過(guò)熱過(guò)熱。含碳量的增加會(huì )使奧氏體淬火后殘留(rR)增加,增加回火難度。過(guò)去M35鋼由于碳含量較低(0.80%~0.90%),淬火后硬度不能達到67HRC以上;由于碳含量較高,501鋼(M2A1)存在許多問(wèn)題,現在兩鋼都回到了正常碳含量。GB與原來(lái)的標準相比,T9943新標準最大的亮點(diǎn)就是碳的變化。

高速鋼中含有多少碳?應遵循固定比碳法則。雖然鋼廠(chǎng)生產(chǎn)的高速鋼成分符合國家標準,但可能不適合你。工具廠(chǎng)應根據自己的產(chǎn)品選擇具有中等競爭力的碳含量鋼。

如何計算02高速鋼的碳飽和度?

平衡碳是給出鋼中所有碳化物形成的元素,當按定比碳關(guān)系達到平衡時(shí),碳含量通常是按下式計算的。

Cs=0.33W+0.06Mo+0.06Cr+0.2V

在公式中,Cs是理論上計算的“平衡碳”,“平衡碳差”表示計算出的Cs與實(shí)際含碳量之間的差異,即ΔC=Cs-C實(shí)

C實(shí)/Cs的比值是碳飽和度,常用“A”來(lái)表示。

舉例來(lái)說(shuō),M2鋼的實(shí)際化學(xué)成分是(質(zhì)量分數:%):0.85C、5.97W、4.95Mo、3.97Cr、1.82V。碳平衡、碳平衡、碳飽和度計算分別為:

平衡碳(Cs)=0.033×5.97+0.063×4.95+0.06×3.97+0.2×1.82=1.103

平衡碳差值(ΔC)=1.103-0.85=0.253

碳飽和度(A)=0.85/1.103=0.771

對M2鋼267個(gè)爐號340t含碳量進(jìn)行了大致分析,熱處理試驗A值對鋼性能的影響是:當A值為0.76~0.83時(shí),綜合性能良好。

03碳飽和度與淬火溫度和熱處理后硬度有關(guān)?

如果按9.5計算,在正常淬火溫度范圍內,每增加11~13℃,晶粒度就會(huì )增加1級?!a(chǎn)10.5級晶粒度組織,M2鋼淬火溫度(t)和A值有一定的對應關(guān)系,作者的經(jīng)驗是:

A=0.70t=1227~1238℃

A=0.73t=1222~1233℃

A=0.76t=1218~1231℃

A=0.79t=1212~1223℃

A=0.82t=1210~1221℃

A值越高,淬火溫度越低,反之亦然,根據A確定淬火溫度是科學(xué)的,行之有效,已得到國內同行的認可。

知道了A值,可以準確預測淬火后的硬度,經(jīng)驗式如下:

對于M2鋼而言:HRC=A/(0.01285A+0.00185)例如M2鋼A值為0.77,則HRC=0.77/0.01285×0.77+0.00185=0.77/0.0117445≈65.六。刀具在實(shí)際生產(chǎn)中的硬度是65?!叮叮龋遥?,很一致,要想硬度高,一定要選擇。A鋼制價(jià)值高。

為什么04高速鋼刀淬火要預熱?

高速鋼是一種高合金工具鋼,含有大量的合金元素,導熱性能差,塑性低,因此高速鋼淬火必須經(jīng)過(guò)預熱,具有四大優(yōu)點(diǎn)。

減少應力和變形開(kāi)裂的可能性。

縮短高溫加熱時(shí)間,減少氧化、脫碳傾向。

(3)首先在空氣爐中預熱,然后在鹽浴爐中預熱,避免爆炸危險,有利于安全生產(chǎn)。

(4)中溫預熱一般在850℃左右,使珠光體在較低溫度下向奧氏體轉換,有利于降低最終相變應力。

05高速鋼碳化物不均勻等級的判斷標準是什么?

嚴重的碳化物不均勻性會(huì )降低鋼的硬度和紅色硬度。如果是網(wǎng)狀堆積,會(huì )破壞鋼組織的連續性,導致刀具在使用過(guò)程中易碎或斷裂。高速鋼碳化物不均勻×在100倍顯微鏡下觀(guān)察。

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