高速钢 1.3343 mmk

高速钢又称高速工具钢或锋钢，它是一种成分复杂的合金钢，含有钨，钼，铬，钒，钴等碳化物形成元素，于 1898 年由美国的 f.w.泰勒和 m.怀特创制。高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。通常采用熔炼方法和粉末冶金方法生产高速钢，粉末冶金高速钢具有避免熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形的优点，故而近年来这种方法被广泛应用。在生产精密零件，复杂零件及成型加工零件时，刀具必须具备高速使用性能，需要有热硬性，耐磨性，冲击韧性高等特点，这无疑给高速钢提供了广阔的市场空间。鉴于此，本文对高速钢成分特点，性能，应用范围以及热处理工艺特点进行介绍，以便更好地把握高速钢成分特点与性能之间的内在关系，为高效应用高速钢提供参考。

高速钢辊的应用是现代轧钢生产发展的重要组成部分。轧辊的质量是提高钢材表面性状，尺寸精度，轧钢作业率的重要因素。对钢铁工业发展它是继微合金化，控轧控冷技术出现之后又一重大变革。这种变革在日本已经普及在板材，型钢，棒线材等领域内的轧钢生产.不仅用于工作棍，也用于支撑辊。由于高速钢辊耐磨性好，孔型保持性好，辊身刚度大，成为长寿命辊，从而减少钢辊在库的备存量。提高了轧钢生产率，降低了成本，提高了轧制品的表面质量。然而这一技术在我国，几乎是空白。推广这一技术并不亚于钢的品种结构调整。当前，高速钢辊已经发展到第三代产品。第三代产品的材质是加Nb1-3%取代原高速钢中价格昂贵用量较多的W，以适应先进的，成本低效率高的离心铸造法生产高速钢辊。

热处理工艺对高速钢轧辊性能的影响也很大。由于高碳高钒高速钢中含有大量的合金元素，加之碳含量高，结晶相多，组织复杂，并且高速钢轧辊重量大，工件内应力大，若采用与高速钢工具相同的热处理工艺，轧辊易产生裂纹。日本对不同碳，铬，钒和钴含量的钨钼铬钒多元白口铸铁的连续冷却转变特性等进行了多项研究，获得了多元白口铸铁的连续冷却转变曲线。王金国等人对高碳高钒高速钢的淬火及高温硬度的关系进行了研究，发现其峰值淬火硬度温度较常规高速钢低150～250℃左右，随碳含量增加，峰值硬度温度降低，相同碳含量时，随着钒含量增加，峰值硬度温度升高。Huang等人研究了淬火温度对高碳高速钢组织和硬度的影响。发现高温热处理除发生M2C分解成MC和M6C外，碳化物的体积分数和分布并未变化。

Lee等人研究了回火温度对高碳高速钢轧辊耐磨性和抗表面粗糙性的影响，得出采用570℃回火抗表面粗糙性好，耐磨性也较好。文献得出，回火后的硬度变化和常规高速钢呈相同趋势，建议高碳高速钢轧辊的回火温度为530～550℃，一次回火可满足轧辊要求。文献提出:为了保证高速钢轧辊的辊芯强度，高速钢轧辊应采用差温处理。宫开令等人则对高速钢轧辊提出了2种热处理方案:一是1150℃淬火+550℃回火;二是950℃淬火+500℃回火。另外，魏世忠等人应用BP网络建立了高钒高速钢轧辊残余奥氏体含量与淬火温度，回火温度关系的神经网络模型。为高速钢轧辊生产中优化热处理工艺，控制残余奥氏体含量提供了一种新方法。

低合金高速钢中合金元素含量较低，淬火前的原始组织(退火状态)中的碳化物含量比标准高速钢的要少，淬火加热时奥氏体晶粒长大倾向大，低合金高速钢一般含钼较多，脱碳敏感性高，故低合金高速钢的淬火加热温度较低。与一般低合金结构钢和低合金工具钢相比，低合金高速钢中合金元素总量还是要多得多，导热性较差，淬火加热温度也较高，因此，低合金高速钢在加热到淬火温度之前要进行两次预热，以减少和防止加热时工件变形。低合金高速钢的淬火冷却一般采用油冷，小尺寸零件也可在空气中冷却。低合金高速钢除了进行普通淬火之外，还可以采用分级淬火。

低合金高速钢的氧化脱碳倾向大。低合金高速钢中钼含量相对要多，钼有促进脱碳的倾向，特别是退火时的氧化脱碳倾向大，要减少退火时的氧化脱碳，可降低退火加热温度，但此时低合金高速钢退火后的硬度又较高。淬火时，因低合金高速钢的加热温度都较通用型标准高速钢要低，故其氧化脱碳倾向要小些。低合金高速钢中钒的含量相对要多，VC是主要的强化相。VC的硬度比砂轮中Al2O3颗粒的硬度要高，因此，某些含钒较多的低合金高速钢的可磨削性较差。低合金高速钢淬火加热时的不溶碳化物数量少，因而其淬火过热敏感性及奥氏体晶粒长大倾向大。尽管低合金高速钢目前还存在着诸多不足，但生产试验证明，低合金高速钢可代替通用型标准高速钢制作某些不太苛刻条件下服役的机用工具。

粉末高速钢的制程与优点高速钢的制造方法有两种，一为传统的钢锭浇铸，另一种则为利用粉末冶金方法制造。传统冶炼制造通常又分为二次精炼(EAF+LF+VD)或电渣重熔(ESR)制程两类，上述方法中由于金属液缓慢冷却，会造成合金的不均匀偏析和合金碳化物的生长粗大化，而影响到高速钢的性能。虽然后续的热作制程，可将钢锭的铸造组织加以改变及细化，使不良影响减低，但是却无法消除原先的铸造组织，因而对物理及机械性质有负面的影响。由于人们希望能改善传统高速钢的质量，特别是希望大直径高速钢碳化物颗粒尺寸能够细小且分布均匀，巨观的偏析产生，使得横向及纵向的机械性质没有差别。

高速钢发展至今，粉末冶金制程正成为当今制造高性能工具钢的主要方法。此制程主要原理是将已调配合金成份的高温熔融钢液，流出时加以高压氮体雾化，使其快速凝固成均匀组成之粉末颗料，再经过筛选并充镇至已抽真空且密封的圆柱形钢瓶中，进行热均压(HIP)，使钢瓶内的颗粒成为完全密实的材料，再直接经由传统锻造，辊轧成不同形状之产品，如：圆棒，板材，片材和线材料来供应工业界使用。粉末高速钢在实际使用上的主要优点有：磨削性好；热处理变形小及硬度均匀性佳；韧性高；耐磨耗性佳；使用寿命长且稳定。由于生产粉末高速钢具有一定之技术门槛，目前在全世界粉末高速钢的生产厂家并不多，主要集中在欧洲，日本及美国。

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