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        M2高速鋼凝固組織與鋁元素的關系
        來源: | 作者:東啟特鋼 | 發布時間: 2021-07-12 | 42 次瀏覽 | 分享到:
        M2高速鋼凝固組織與鋁元素的關系

          M2高速鋼凝固組織與鋁元素的關系


          M2高速鋼屬于高碳高合金萊氏體鋼,具有硬度高、耐磨性好、紅硬性好等優點,廣泛用于制造高速切削刀具和高負荷模具。但在切削高溫合金、高強度耐蝕合金、鈦合金等難加工材料時,普通高速鋼的性能難以滿足要求。添加鋁、鈷等非碳化物形成元素是提高高速鋼硬度和紅硬性的重要手段。與鈷相比,鋁儲量豐富,成本低,因此開發含鋁超硬高速鋼具有很大的前景。

        模具鋼

          關于鋁在高速鋼中的作用,目前的研究主要集中在淬火和回火熱處理過程中組織和性能的演變。鋁對高速鋼凝固過程影響的研究資料很少,而鋁含量的變化及其對共晶碳化物的影響更少。因此,周金華研究了鋁含量變化對應用最廣泛的M2高速鋼凝固組織的影響。


          M2高速鋼在15公斤真空感應爐中熔煉,出鋼前加入FeSi65脫氧。第一爐鋼水直接澆鑄成直徑40毫米的鐵型,得到M2高速鋼的原錠。在第二爐和第三爐鋼水出爐前加入0.6%和1.2%的鋁塊(純度99.7%)。經熔化和均化后,澆鑄含鋁鋼錠。采用光學顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、EBSD和XRD等手段分析了不同鋁含量(0%、0.6%、1.2%)的M2高速鋼的鑄態組織,研究了鋁對高速鋼凝固組織轉變,特別是共晶碳化物形態和組織的影響。


          結果表明:


          (1)正常組織1)M2高速鋼鋼錠基體為位錯馬氏體。隨著過量Al(1.2%)的加入,在晶粒中心形成大量低位錯密度的鐵素體和針狀碳化物。形成的鐵素體不能通過高溫熱處理消除,這對高速鋼的硬度有不利影響。


          (2)Al促使M2C共晶碳化物形態由纖維狀向片狀轉變,表現出完全不同的形態和結構特征:與纖維狀M2C相比,片狀M2C存在微孿晶、堆垛層錯等晶體缺陷。不同的片晶具有不同的晶體取向,片晶表面平行于(0002)晶面,表現出各向異性的晶體生長特性。


          (3)Al提高了共晶碳化物的熱穩定性,不利于碳化物的高溫斷網和球化。過量Al的加入,甚至會形成大量的鐵素體,顯著降低淬火硬度。因此,在設計高速鋼成分時,應控制鋁的加入量,避免過量鋁對高速鋼組織和性能的不利影響。


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