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碳元素在高速工具钢中的作用

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-17  来源:168锻件网  浏览次数:52
核心提示:高速钢的使用性能和工艺性能,取决于钢中C、Cr、W、Mo、V、Co等诸元素的综合作用。但是,各元素对钢性能的作用各有侧重。以下分

高速钢的使用性能和工艺性能,取决于钢中C、Cr、W、Mo、V、Co等诸元素的综合作用。但是,各元素对钢性能的作用各有侧重。以下分别介绍各元素的重点作用,便于进行控制。


碳元素的作用


碳是支承高速特性的主干元素,是维系合金元素的核心。碳在高速钢中所起的作用有以下几个方面。


1.碳与铬、钨、钼、钒、铌形成碳化物


高速钢中碳能同Cr、W、Mo, V、Nb结合,形成M6C、MC、M23C6、M7C3,和M2C等多种类型的碳化物。高速钢中碳化物的物理特性列于表中。从表中数据可知:这些碳化物具有很高的硬度和熔点,是保持高速钢高硬度、高耐磨性的基础。碳除形成简单化合物外,还能形成复合型碳化物,其数量(质量分数)最多可达到35%。这些碳化物在淬火奥氏体化时,约50%溶入奥氏体。回火时以细小弥散状自基体中析出,使钢产生二次硬化。保持钢的使用硬度和韧性。


高速钢中碳化物的类型随含碳量不同而改变形态,与碳化物含量的关系。


2.碳对髙速钢淬火硬度的影响


当钢中合金元素一定时,含碳量不高(处于含量的中上限以下时)的情况下,淬火硬度随淬火温度的升高而增加。当钢中含碳量达到上限含量或平衡含量时,淬火硬度随淬火温度升高产生下降趋势。这是因为淬火后,残留奥氏体量增加的缘故,即部分游离碳溶人奥氏体,增加了奥氏体的稳定性。因此,每个高速钢号中,根据碳化物形成元。素的含量来平衡碳含量。碳对钢的淬火硬度起到决定性的作用。


图中示出碳对W18Cr4V钢淬火硬度的影响。通过图中曲线可以说明上面讲述的内容。


3.碳对高速钢回火硬度的影响


图中示出碳对W6Mo5Ci4V2钢回火硬度的影响。W6Mo5Ci4V2钢的含碳量(质量分数)为0.95%-1.05%,在此含碳量范围内,不同的淬火温度下,随着含碳量的增高,回火硬度升高。含碳量超过上限后,随着含碳量增高,回火硬度逐渐下降。但是,获得最高硬度的回火温度,则随含碳量的增加而升高。


4.碳对高速钢韧度的影响钢中合金元素含量一定时,随着含碳量的增加,钢的室温冲击韧度下降。图中示出碳对高速钢(W18Cr4V)室温冲击韧度的影响。


综上所述,碳对高速钢的多项性能都产生明显的影响。但是,当碳含量超过一定值后,就产生不利影响。因此,必须对高速钢中含碳量进行严格控制,使碳充分发挥有利作用。


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关键词: 钢材
 
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