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超硬高速鋼M2Si的熱處理工藝

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更新時間：2012-02-11
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超硬高速鋼 M2Si 的熱處理工藝
饒曉曉1
，朱小清2
，張紅霞1
，羅成1
( 1．湖北汽車工業學院材料工程系，湖北十堰 442002; 2．東風汽車公司刃量具廠，湖北十堰 442023)
摘要: 對 M2Si 超硬高速鋼進行了熱處理工藝試驗，通過硬度測試和顯微組織觀察分析了淬火溫度對晶粒度基體硬度和紅硬性的
影響結果表明，提高淬火溫度以增加溶入奧氏體中的碳化物的含量可有效提高鋼的紅硬性，但隨著淬火溫度進一步提高，碳化物
大量溶解使奧氏體晶粒長大，對鋼的其它性能產生不利影響，故 M2Si 鋼適宜的淬火溫度為1180 ～ 1210 ℃
關鍵詞: M2Si 超硬高速鋼; 淬火; 碳化物; 晶粒度; 紅硬性
中圖分類號: TG156 文獻標志碼: A 文章編號: 0254-6051( 2011) 07- 0058- 03
Heat treatment technology of M2Si superhard high speed steel
RAO Xiao- xiao
1
，ZHU Xiao- qing
2
，ZHANG Hong- xia
1
，LUO Cheng
1
( 1． Department of Materials Engineering，Hubei University of Automotive Technology Institute，Shiyan Hubei 442002，China;
2． Cutting and Measuring Tools Factory，Dongfeng Motor Company Limited，Shiyan Hubei 442023，China)
Abstract: The heat treatment technology test of M2Si superhard high speed steel was done． The effects of quenching temperature on grain
size，matrix hardness and red hardness were analyzed by hardness test and microstructure observation． The results show that the red hardness
can be effectively improved by increasing quenching temperature to promote carbide to dissolve into austenite． But a great number of carbide
dissolving into austenite makes the grain size of austenite increase，and deteriorates the other mechanical properties of the M2Si steel with
further increase in quenching temperature． So suitable quenching temperature of the M2Si steel is 1180- 1210 ℃．
Key words: M2Si superhard high speed steel; quenching; carbide; grain size; red hardness
收稿日期: 2011-01-23
作者簡介: 饒曉曉( 1974 ) ，女，湖北黃崗人，講師，碩士，主要從事鋼鐵
材料的熱加工工藝及表面技術的研究 E- mail: raoxiaoxiao00@126． com
高速鋼問世至今 100 多年，該鋼因其獨特的化
學成分及高硬度高強度以及高紅硬性，能使切削速
度得到大幅度提高，促進了機械制造業的快速發展
目前，在新型高速鋼的開發中，焦點仍然是解決硬度
( 包括紅硬性) 與脆性之間的矛盾通用高速鋼 M2
的韌性較好，但硬度偏低; 在 M2 ( W6Mo5Cr4V2 ) 鋼
中加入5Co 可以提高硬度，成為高硬高速鋼 M35，
但價格較昂貴; 提高 M2 鋼的碳含量也能提高硬度，
歐洲常用高碳 M2 鋼作為超硬高速鋼，相當于我國
CM2 鋼，價格便宜，但韌性差為進一步提高硬度，
發展了超硬高速鋼 M42，硬度可以達到 67 HRC 以
上但因該鋼含有 9Mo 和 8Co，價格昂貴，我國
缺 Co，故用 Al 代替 Co，即在 M2 鋼的基礎上加入 Al
并提高 C 成為超硬高速鋼 M2Al M2Al 鋼價格便
宜，但工藝性能差，熱處理時極易脫碳及出現混晶，
使脆性增加為此又以 Si 代 Co 發展了一種新的超
硬高速鋼 M2Si
［1- 2］，其商業名稱為 M2R42，意即能代
替 M42 的 M2［2］該鋼種是基于硅有以下兩方面的
作用而設計的: 硅在鉬系及鎢鉬系高速鋼中能促
使凝固時形成的對性能有害的盤片狀 M2 C 在再次加
熱時分解為 M6 C 及 MC; 細化回火析出的碳化物，
促進二次硬化本文將對 M2Si 超硬高速鋼的熱處
理工藝進行研究，以優化其熱處理工藝
1 試驗材料及方法
1． 1 試驗材料
M2Si 鋼的主要成分與 M2 鋼相同，但提高了碳及
硅含量，設計成分［2］及本文試驗鋼主要化學成分見表
1 試樣尺寸為 40 mm × 20 mm
表1 M2Si 鋼的化學成分( 質量分數，
Table 1 Chemical composition of M2Si steel ( wt
C W Mo Cr V Si Fe
設計成分 1. 0 ～
1. 1
5. 50 ～
6. 75
4. 50 ～
5. 50
3. 80 ～
4. 40
1. 75 ～
2. 20
0. 8 ～
1. 2
余量
M2Si 試驗鋼 1. 03 5. 81 4. 71 4. 10 1. 88 1. 01 余量
1. 2 試驗工藝
1) 鹽浴淬火: 一次預熱( 450 ℃ × 10 min) 二次
預熱( 880 ℃ × 10 min) 淬火加熱( 5 min) 一次冷
卻( 600 ℃ × 5 min) 二次冷卻( 280 ℃ × 5 min) 空
冷清洗其淬火溫度分別為 1180 1195 1210 1225
和1240 ℃，加熱時間均為5 min...

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