實(shí)驗(yàn)：高速鋼及其顯微組織分析

時(shí)間：2016-06-15 21:39:52 來源：作者：

3、高速鋼的正常淬火及三次回火后的組織：

正常淬火組織：高速鋼的優(yōu)越性只有在正確的淬火和回火之后才能發(fā)揮出來。其淬火溫度較一般合金工具鋼要高得多。因?yàn)闇囟仍礁撸辖鹪厝苋電W氏體的數(shù)量越多，淬火之后馬氏體的合金度亦愈高。只有合金度高的馬氏體才有高的紅硬性。對高速鋼紅硬性作用最大的合金元素W（Mo）及V 只有在1000℃以上時(shí)，其溶解量才急速增加。溫度超過1300℃時(shí)，各元素的溶解量雖還有增加，但奧氏體量晶粒急劇長大，甚至在晶界處發(fā)生溶化現(xiàn)象。因而，淬火鋼的韌性大大下降。所以，在不發(fā)生過熱的前提下，高速鋼的淬火溫度愈高，其紅硬性愈好。

由于高速鋼的導(dǎo)熱性差，而淬火溫度又極高，故常常分兩段或三段加熱。即先在800～850℃預(yù)熱，然后再加熱至淬火溫度。大型及復(fù)雜的刃（工）具應(yīng)當(dāng)采用兩次預(yù)熱，第一次在500～600℃，第二次在800～850℃。

淬火通常在油中進(jìn)行，或采用分級(jí)淬火法。高速鋼的正常淬火組織是20～30%A+60～65%M+K。經(jīng)8～10%硝酸酒精溶液侵蝕后，未溶的K及A晶界顯露出來，合金度較高的M呈白亮色。

三次回火后的組織：為了消除淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，減少殘余奧氏體的數(shù)量，達(dá)到所需的性能，高速鋼一般進(jìn)行三次560℃保溫1小時(shí)的回火處理。

在150～４00℃溫度范圍內(nèi)，約在270℃自馬氏體中析出Fe3C，并聚集長大，大部分淬火內(nèi)應(yīng)力消除，硬度下降，塑性增加。

在400～500℃回火溫度范圍內(nèi)，馬氏體中的Cr向碳化物中轉(zhuǎn)移，滲碳體型的碳化物逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閺浬⒌母籆r的合金碳化物（M6C），硬度又逐漸上升。

在500～600℃之間，鋼的硬度、強(qiáng)度和塑性均有提高，而在在550～570℃可達(dá)到硬度、強(qiáng)度的最大值。在此溫度區(qū)間內(nèi)，自馬氏體中析出彌散的W2C、MO2C、VC，使鋼的硬度大大提高，這種現(xiàn)象稱為二次硬化。與此同時(shí)，500～600℃之間，殘余奧氏體應(yīng)力松弛，且由其中析出了部分碳化物，使殘余奧氏體中合金元素及碳含量下降，Ms升高。這種貧化的殘余奧氏體，在回火后的冷卻過程中，轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使鋼的硬度提高，這種現(xiàn)象稱為二次淬火。由于高速鋼中殘余奧氏體數(shù)量較多，經(jīng)一次回火后，仍有10%的殘余奧氏體，再經(jīng)兩次回火，才能使其低于5%。第一次回火只對淬火馬氏體起回火作用，而回火冷卻過程中轉(zhuǎn)變成的馬氏體，產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)第二次回火，可使二次馬氏體得到回火，同時(shí)，在回火過程中未轉(zhuǎn)變的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，又會(huì)產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力，就需要進(jìn)行第三次回火。回火后的組織為黑色的回火馬氏體、3～5%的殘余奧氏體、白色的碳化物。

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