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钢材中的碳化物分布规律及其对钢材机械性能的影响

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铸态组织中的莱斯特共晶会显着降低钢的机械性能。 33,360锭的强度远低于轧制或锻造的坯料,并且延展性和韧性几乎等于零。铸态组织中碳化物的不均匀分布会影响钢:的热处理质量。在相同的加热条件下,钢中的碳化物会浓缩,合金元素会富集,局部熔点会降低,并且会过热容易发生过度燃烧。

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碳化物和合金元素被富集。由于奥氏体相对稳定,马氏体的转变温度开始降低。在淬火和冷却过程中,由于结构转变而增加了微观结构。因此,增加了淬火期间钢变形和破裂的趋势。在形状复杂且边缘较薄的刀具中,在共晶碳化物集中时会发生崩裂和断裂,从而缩短了刀具的使用寿命。因此,必须通过诸如轧制和锻造的热压工艺将高速钢和高铬模具钢锭压碎,以使其均匀分布,从而改善钢的机械性能和热处理工艺。

高速钢和高铬模具钢中碳化物的破碎和分布程度随变形程度(锻造比)而变化。这两类钢中的碳化物不均匀性通常称为碳化物偏析。可以根据冶金部标准Y B 12-59的十级等级标准对钢的碳化物偏析等级进行评估。其中一个代表精细且均匀分布的碳化物偏析,第二和第三等级代表带状碳化物偏析,第四等级代表明显的带状碳化物偏析,第五和第六等级代表带状。薄薄的网眼

碳化物偏析的分布,等级7代表带状且粗的间歇网络分布的碳化物偏析,等级8和9代表封闭网络和聚集块的碳化物偏析;级别10代表组织状态。由于铸锭中的莱斯特共晶分布不均匀,铸锭中心的网状莱斯特比外层厚,轧制时铸锭部分的变形小于外层,因此碳化物钢表面层的偏析水平通常低于中心。

W18Cr4V高速钢具有带状和网状分布的碳化物。在高速钢和高铬模具钢的碳化物中,钢的淬火加热和冷却过程中将出现三部分碳化物。溶解并沉淀。即使加热到很高的温度,一次碳化物和二次碳化物的一部分也不会溶解。碳化物的这部分不溶解称为残留碳化物。无论是可溶性碳化物还是不溶性碳化物,它都会对钢的性能产生重大影响。

当淬火和加热钢时,一些碳化物会溶解。在将更多的碳和合金元素溶解到奥氏体中之后,可以使钢具有高硬度和淬火后的红色硬度。回火时,通过从马氏体中沉积一些细分散的碳化物,可进一步提高钢的红色硬度。这是对高速钢和高铬模具钢进行热处理的主要目的。

碳化物在加热到高温时不会溶解的部分,其形状,大小和分布也会影响工具和模具的性能和寿命。钢中残留的碳化物被均匀分散,从而防止了晶粒在淬火和加热过程中的生长,提高了钢的硬度,强度和可塑性,并提高了工具和模具在操作过程中保持恒定形状的能力。残留的碳化物以带状,块状或网状形式分布,即,碳化物偏析程度越高,钢的红色硬度,耐磨性和机械性能越低,工具的寿命越短,并且工具和模具越容易淬火。裂缝和变形。因此,必须修改所有不符合工具和模具规格要求的碳化物等级的钢,以降低其碳化物偏析水平。

资料来源:《合金钢锻造》西北工业大学陈世珍主编。王德康主编,国防工业出版社,1984年。6

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