第九期材料专业课知识竞赛
本帖最后由 江东独步 于 2013-3-19 14:45 编辑高速钢是典型的高速切削用的刃具钢，我国目前使用最广泛的高速钢是W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。W18Cr4V为钨系高速钢，具有高的硬度、红硬性及高温硬度。其热处理范围较宽淬火不易过热，热处理过程不易氧化脱碳，磨削加工性能较好。该钢在500℃及600℃时硬度分别保持在HRC57～58及HRC52～53，对于大量的、一般的被加工材料具有良好的切削性能。其热处理工艺中淬火工艺如下图，试回答以下问题。（20RP）1、W18Cr4V高速钢中合金元素的作用。（+5）2、淬火工艺中二级预热的目的是什么？（+5）3、淬火工艺中淬火加热温度为何选择在1200-1300摄氏度?（+5）4、说明淬火工艺之后回火的目的以及三次回火的原因。（+5）**** Hidden Message *****答案回复可见！
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鉴于同学关于Cr元素作用机理的怀疑，附两篇文献，作为参考
好东西 学习了
真心想学习相关知识！ 答：1.W,Mo:淬火加热时部分溶于A中，回火后以弥散碳化物形式析出，起弥散硬化作用，同时提高M的回火稳定性。另一部分加热时未溶，可以阻碍奥氏体长大。V主要以碳化物形式析出，起弥散硬化作用。Cr在淬火加热时溶于A中，淬火时可以提高淬透性，淬火后留在M中可以提高抗氧化性。
2.高速钢中合金元素量较多，加热时扩散慢，因此要通过多次预热来均匀化温度，同时还可以减小加热时的热应力。
3.1200~1300℃加热可以使部分W，大部分V，所有的Cr溶于A，淬火后弥散析出碳化物，提高高速钢的硬度和热稳定性。加热时剩余W，V等元素形成未溶的碳化物质点，阻碍奥氏体长大。
4.淬火后回火一般为了减小淬火后的应力和残余奥氏体。低温回火可以获得较高硬度和强度的回火M，中温回火可以得到高的弹性极限获得回火T，高温回火后可以得到综合性能性良好的回火S。高速钢三次回火一方面是为了减少残余奥氏体，另一方面是为了使碳化物充分弥散析出。
1、合金元素的作用是提高强度，固溶强化；使钢的TTT曲线右移，获得好的淬透性
2
3.刀具钢一般是过共析钢，要加热到A3点以上。
4、回火是使马氏体分解，获得一定的塑韧性，三次回火目的不太清楚，是为了避免回脆吗 高速钢的内容要下个月才会教到，有些没答到点上，见笑了{:4_113:} 不太会，想学习一下 1、提高钢的淬透性；提高钢的回火抗力，产生二次硬化；形成合金渗碳体或特殊碳化物，产生第二相强化，提高钢的强度。
2、高速钢的导热性很差，而淬火温度很高，为防止变形、开裂和减少淬火加热保温时间，要进行二级预热。
3、为了提高催硬性并确保淬火回火后获得高的热硬性。原因，钢中由W、Mo、Cr、V等元素形成的特殊碳化物只能在1200度以上方可大量融入奥氏体中。若淬火温度在升高时，由于奥氏体中合金元素融入过多，会导致淬火后残余奥氏体增多和晶粒粗大、降低钢的韧性。
4、由于淬火后的高速钢中含有大量的残余奥氏体，必须用多次回火来减少残余奥氏体的量来进一步提高硬度。 1wCr的作用提高钢的淬透性，容易获得马氏体，另外W可以防止第二类回火脆性，使钢具有高的热硬性和优良的耐回火性能。Cr可以提高钢的电极电位形成氧化膜，使钢具有一定的耐腐蚀性能。V可以形成弥散分布的细小特殊碳化物，强化钢，提高硬度，具有良好的耐磨性。
2预热的目的可能是为了得到均匀的奥氏体，提高淬透性，缩短热处理的时间，节约能源
3根据铁碳相图，高碳钢的淬火温度应该在A1温度以上3050能使其完全奥氏体化
4回火的目的使得到稳定的组织，稳定零件尺寸，应为淬火后得到的马氏体硬度很高但容易断裂，是不稳定组织，对其使用性能并不利 1.W在高速钢中可生成大量的碳化物，有效组织加热时晶粒的长大，大量溶于马氏体的钨可阻止回火时马氏体的分解，使马氏体保留较高的含碳量，还能引起二次硬化，因而钨可提高高速钢的红硬性，硬度和耐磨性。Cr可提高淬硬性和淬透性，还可提高钢的回火稳定性和二次硬化效应，提高高速钢的抗氧化性，在表面生成致密的氧化膜。V在高速钢中显著提高钢的红硬性，硬度和耐磨性，同时还能细化晶粒，降低钢的过热敏感性，改善钢的韧性。
2.二级预热是因为高速钢中合金元素的含量很高，钢的导热性差，工件由室温直接加热到很高的温度会产生比较大的内应力，容易变形，并且容易造成氧化脱碳。
3.为了提高奥氏体中的合金度，使淬火后得到高合金度的马氏体，得到优异的红硬性。在退火状态下的M6C,M23C6，MC型碳化物随着温度升高逐渐溶解，在900℃时M23C6开始溶解，在接近1100℃时全部溶解，同时奥氏体中的铬含量迅速提高，M6C在1037℃开始溶解，同时奥氏体中的钨，钼增加，MC的稳定性最大，溶解较慢，1100℃以上才开始固溶，在1150℃才加速溶解，增加奥氏体中钒的含量。因而高速钢的温度选择在1200--1300℃。
4.高速钢回火一般是为了消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体含量，达到所要求的性能（高红硬性，高硬度，高耐磨性）。高速钢淬火后组织中含有较多的残余奥氏体，一次回火不足以使其完全转变，所以一般要进行三次回火处理，降低高速钢中的残余奥氏体量，同时三次回火还可以消除前一次回火时发生二次淬火所产生的内应力。