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第20卷第6期
钢铁研究学报
Vol 20 No
2008年6月
Journal of Iron and Steel Research
J une 2008
高速钢中的碳化物缺陷
俞峰,许达,罗迪
(钢铁研究总院结构材料研究所,北京100081)
摘要:大量碳化物的存在是高速钢组织的重要特征,也是影响高速钢质量和性能的关键因素。碳化物颗粒细
小√形状规则和分布均匀的钢其质量和性能都好。但是,钢中的碳化物并不都这样理想,注往存在缺陷。根据对
W18Cr4V、W6 Mo5cre4V2、W9Mo3Cr4V和W2Mo9Cr4VCo8等例碳化物的研究结果,分析了高速中常见的
几种缺陥:④羰化物分布不均匀;2果疯粒尺寸粗人,形状不规则,多为角状等;(③羰化物微裂纹;④碳化物粘连等
5二次碳化物稀少。另外,还分析了以上碳化物缺陷产生的原因和利危害性,并指出了减少缺陷应采収的措施。
关健词:高速钢;碳化物;缺陷
中图分类号:TG142.2文献标识码:A文章编号:1001-0963(2008)06000-07
Carbide Defect in High Speed Steel
YU Feng, XU Da, LUO Di
(Institute for Structural Materials, Central Iron and Steel Research Institule, Beijing 100081, China)
Abstract The most imporlant micro struclurc o! high speed stccl(HSS)is featured by thc largc numbcr of carbides
in it which have crucial cffcct on thc quality and propcrties of HSS. High quality stccls arc tho sc which have uni-
formly distri buted, fine grained and regularly shaped carbides. However, these ideal conditio ns are not so eas
Scycra common dcccls of carbides in HSS W18CR4VW6MO5CR4V2WMO3 Cr4 V and W2 Mo9 Cr4vco8 arc
analyzcd, such as inho mo genco us distribution of carbides, largc sized and angular shaped carbides, microcrack car-
bides, adherence between carbides, and lack of secondary carbides. Necessary measures for avoiding these defects
arc discusscd
Key words high spccd stccl: carbidc; dcfcct
高速钢是高碳、高合金菜氏体钢,其主要合金元用作常重要。
素WJMo、Cr利V等都是强碳化物形成元素,因此
笔者用金相显微镜和十描电鏡?Wl8Cr4V(W18)
在钢中存在人量的合金碳化物。这些碳化物既是高
速组纨的重要特征,是使高速钢具有高性能的重
要原因,但同时也是影响高速钢质量的关键因素。
在高速钢中的碳化物数量、类型、颗粒形状科和尺
寸、分布均匀性等囚素都能对钢的质量和性能六
重要的影响。碳化物颗粒细小,形状多为球形或椭
球形,分布比较均匀的倒质量好(图1);而颗粒粗
人,形状多为角状和分布不均匀等缺陷较多的钢质
10 um
量差,导致其性能也差。高速钢中的候化物状况差
异如此人,钢中存在哪些碳化物缺陷,怎样才能少
图1颗粒细小、分布均匀的碳化物组织(SEM)
缺陷提高质量,研究这些问题对高速钢的生产利应
fiy 1 Fie and wel-distrilbuted carbides
作者简介:俞峰(1970),男,本科,高纹工程师;Emil:yufeng(@nercasl.com;修订日期:2007-12-24
C1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
例铁研究学报
第20卷
W6 Mos Cr4V2(M2)、W9Mo3Cr4V(W9)、W2Mo9Cr4比WI8Cr4V钢少。
VCo8(M42)以及W6Mo5Cr4V3(M3)等常用高速钢
工艺因素对碳化物分布均匀性的影响比较复
材、轧材、钢板和钢丝中的碳化物进行了系统的研朵,归纳起米有以下炳方面:一是铸态组织的偏析程
,并研究了这些钢中的铸态共晶碳化物状况和它度。在钊液凝固时,冷却速度愈快,莱氏体网愈细,
イ们」在加工过程中的变化,归纳出高速钢中存在的一?偏析程度愈小,则使钢中的碳化物分布愈均匀。?
些较常见的碳化物缺陷,分析了它们的成因和影响,此钢锭的人小、形状、结晶や育剂的应用和浇注温度
还对减少缺陷,提高钢材质量提山了建议。
等都会对碳化物分布的均匀性产生影啊。是热加
常见的碳化物缺陷
工变形量和方法。其中,变形量起主要作用,变形量
愈大,使碳化物分布愈均匀。例如对于尺寸规格小
在高速钢材中常见的碳化物缺陷要有以下儿的热轧材和钢丝,困变形量大,碳化物分布很均匀。
种:①化物分布不均匀;②颗粒人す粗大,形状不但対」尺す規格大的大截而锻材,因钢锭大,结晶组
是规则的球形或椭球形,而是不规则的角状形;③碳织粗,而变形量又比较小,所以碳化物分布的均匀性
化物微裂纹;4碳化物粘连;⑤二次碳化物稀少等。
般都较差。所以対于人截而锻材,要求其锻造比
1.1碳化物分布不均匀
成大于7
高速钢的铸态组织巾米氏体和基体炳人部分构1.2碳化物颗粒粗大,形状不规则
成。菜氏体形成网络将基体割裂、包围,因此基体组
粗大角状碳化物的存在是高速钢碳化物的另一
不连续。高速钢的铸态组纠很不均匀,偏析严重,个严重缺陷,对高速钢的质量和性能带来以下危害
切性和塑性很差。在热加下过科中,将莱氏体网中大颗粒碳化物易剥落,影响钢的低倍质量;易产生微
的共晶碳化物破碎成颗粒状分布于基体之中,使基裂纹;使钢的塑性和韧性变差;易造成具崩刃、掉
体组织连续在一起,从而使性能得到收善。在高速齿,缩短使用寿命等。可见钢中的粗人角状碳化物
钢材中,碳化物分布愈均匀,钢的质量和性能也愈无利而有害,并占有和浪费大量贵重的合金元素。
好。但在实际生产中很难使合金碳化物均匀分布
高速钢中的大颗粒碳化物主要有以下几种类
而碳化物往往堆积、分布不均匀,这是高速例中常见型:MC;②复合碳化物“M。C+MC”利“MaC+
的纽织缺陷,树钢的质量和使用性能均会带来不艮MC+M2C";③MC;④MC;(⑤残余菜氏体块。图2
影响:在碳化物堆积处易产生碳化物剥落,使钢的低中的MaC颗粒尺寸超过了20um,图3中'的复合碳
倍组织变差;易在淬火时产生裂纹,局部过烧和淬火化物也很粗大。
晶粒不均匀等质量事故;使钢的塑性、韧性、可加1.2.1粗大角状M。C碳化物颗粒
性能利可焊接性能变差;在淬火利回火处理后.硬度