skh51高速钢中合金元素的作用
  skh51高速钢适用于高速切削刃具,其具有良好的切削性和耐磨性。高速钢可以分为三类:钨系高速钢、钼系高速钢和钨钼系高速钢,其中的合金元素具有如下作用。
 
  1.钨和钼
 
  钨是高速钢获得热硬性的主要元素,在钢中形成M6C,是共晶碳化物的主要组成,它还以二次碳化物由奥氏体中析出。在锻轧材中M6C以颗粒状碳化物存在,淬火加热时大量未溶M6C阻碍奥氏体晶粒长大,改善钢的韧性,同时溶在奥氏体中约7%——8%的W淬火后保留在马氏体中,提高马氏体抗回火稳定性。在560℃回火时析出W2C,产生弥散强化。
 
  钼和钨属于同族,可互相取代,由于二者原子量的差别,1%Mo可取代1.5%W。含钼共晶碳化物由粗鱼骨状变为细鸟巢状,减小了碳化物不均匀性,锻轧后含钼M6C颗粒也较细小。钼系高速钢Mo8Cr4V热硬性逊于W系,因为回火时Mo2C比W2C析出温度稍低,且易聚集长大。热处理时,钼系脱碳倾向大。但钼系高速钢的抗弯强度和冲击韧性远高于W系,钨钼系高速钢W6Mo5Cr4V2具有钨系和钼系的优点,又克服两者的缺点,其使用量已超过W18Cr4V钢。钨钼系高速钢热塑性好,适宜热成形制造钻头、铣刀、铰刀等。
 
  2.钒的作用
 
  钒在钢中主要是以VC存在,也溶于其他类型碳化物中。淬火加热时,VC部分溶于奥氏体中,淬火后使马氏体抗回火稳定性增高,阻碍马氏体分解,并析出弥散VC产生次生硬化。淬火加热未溶的VC起阻止晶粒长大作用。高速钢中加钒是使钢具有良好热硬性的重要因素,含钒量的提高使热硬性有明显提高,如W18Cr4V钢中含钒的质量分数是从1.2%提高到1.9%,其热硬性由610℃提高到628℃。
 
  高速钢中w(V)=1%——2%属于低钒高速钢。高钒高速钢将w(V)提高3%——5%。在高钒高速钢中,合金相组成相对量发生很大变化,其中MC型碳化物量与M6C型碳化物量相当,并且是共晶碳化物的主要组成。高钒高速钢的共晶碳化物形貌为鸟巢状。MC的大量存在提高了钢的耐磨性,但也使可切削加工性减低。因为MC型碳化物硬度高,为HV2800,而M6C硬度HV1500——1800。高钒高速钢属于高热硬性高耐磨高速钢,如W12Cr4V4Mo钢,退火后MC型碳化物的体积分数占10%,M6C型碳化物的体积分数占12%,M23C型碳化物的体积分数占10%,总碳化物的体积分数为32%。一般在1250℃淬火,560℃回火三次,热处理后硬度在HRC64——66。
 
  3.铬的作用
 
  铬在高速钢中主要存在于M23C6中,也溶于M6C和MC型碳化物,促使其溶于奥氏体,增加奥氏体中合金度。淬火加热时,铬几乎全溶于奥氏体,主要起增加钢的淬透性作用。高速钢中若只含w(Cr)=1%,则必须用水淬,而2%的钢在分级淬火时会出现少量贝氏体,所以一般高速钢中w(Cr)均含4%左右。铬也增加高速钢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。