“小说”高速钢

风来疏竹

关于“铜脆”、“锡脆”的问题：
    合金在冶炼过程中，各种冶金缺陷、第二相和非金属夹杂往往会在晶界处聚集，同时晶界处的低熔点物质也比较集中（这样造成了组织和成分的偏析或不均匀性），这就为后续锻造工步埋下了开裂的隐患。
   对于高速钢，当化学成分中含有一定的铜量时会出现铜在合金中的偏析，当含有一定的锡量时，在晶界处会聚集大量低熔点物质（锡属于低熔点物质）。锻造时，由于高速钢的始锻温度比较高，致使高速钢晶界上的低熔点物质发生熔化（严重降低材料的塑性），同时，在高温下周围介质中的某些元素（如铜）会沿着晶界向金属内扩散，引起晶界上第二相的非正常出现和晶界的弱化。这样的不均匀性和偏析性缺陷实质上就是后续锻造开裂的微裂纹根源。
   随着锻造的进行，材料发生塑性变形，锻造过程伴随着材料剪切和迁移，或者说位错的增殖或孪晶的生成，致使晶界处熔化的低熔点物质（其实也可以说是缺陷）首先以微裂纹形式出现（也可以说是微裂纹源），随着高温锻造时重击，裂纹就沿着晶界或相界发生和发展。最终形成了锻造裂纹。
   由于这种锻造裂纹是由铜或者锡而引起的脆性裂纹，故名曰：“铜脆”或“锡脆”。
   个人观点，请“大家”指正。

问学

前几天由于我们的分级炉坏了，操作工就直接将W6MO5CR4V2的冲头入油淬火，结果出现断裂，我们的材料也不是很好，老是偏析和碳化物过多堆积。还有就是在HRC58左右时回火温度多高才有最好的韧性,是不是620度时就会出现一个谷峰。

所以因为

1.是否经过锻造？从你的阐述看起来，应该没有这一道的工序，做冲头锻造是非常重要的。
2.W6MO5CR4V2淬油应该不会轻易出现断裂，就象你自己说的，材料内部存在偏析和碳化物过多堆积，所以，才造成此现象的发生。
3.可以根据冲头的形状和服役条件及技术要求采用高速钢低温淬火，不提倡用过高的回火温度来满足冲头的硬度要求。高速钢低温淬火对冲头的强韧性有提高作用。请问你的热处理工艺是怎样的？硬度要求在什么范围？

风来疏竹

高速钢的鱼骨状碳化物。

所以因为

工作中的失误造成的高速钢试样过热的现象（盐炉淬火）：
【概况】：材料W18，高速钢试样淬火后其晶粒度为8～8.5#，回火后过热图1~图2。
【原因分析】：高速钢高温淬火炉脱氧温度为1300℃，W18淬火温度为1270℃，脱氧后稳定期（降温期）应该是20分钟，因当天生产任务充足，降温时间未到20分钟就放入试样淬火，此时温度偏高所致。
【改进措施】：等待稳定期时间满20分钟。
【试验及验证】：重新用同一温度试淬，试样晶粒度为9.5~10#。恢复正常。
【结论】：脱氧后稳定期的时间应该充分。

所以因为

高速钢材料介绍：
高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高红硬性。当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。
普通高速钢
高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。
普通高速钢可满足一般需求。常见的普通高速钢有两种，钨系高速钢和钨钼系高速钢。
钨系高速钢
典型牌号为w18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好。
钨钼系高速钢
典型牌号为W6Mo5Cr4V2，目前正在取代钨系高速钢，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点。热处理硬度同上，抗弯强度达4700MPa，韧性及热塑性比w18Cr4V提高50％。常用于制造各种工具，例如钻头、丝锥、铣刀、铰刀、拉刀、齿轮刀具等，可以满足加工一般工程材料的要求。只是它的脱碳敏感性稍强。
另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V，这是中国近几年发展起来的新品种。强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。这三个牌号的普通高速钢在中国市场的比例分别为:W18Cr4V，16.5％；W6Mo5Cr4V2, 69％;W9Mo3Cr4V,11％。
高性能高速钢
高性能高速钢具有更好的硬度和红硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高性能而发展起来的新品种。它具有更高的硬度、红硬性，切削温度达摄氏650度时，硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性为普通高速钢的1.5-3倍，适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。
主要品种有4种，分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢。
高碳系高速钢
牌号为9w18Cr4V，因含碳量高(0.9％)，故硬度、耐磨性及红硬性都比较好。用其制造的刀具在切削不锈钢、耐热合金等难加工材料时，寿命显著提高，但其抗弯强度为3000MPa，冲击韧性较低，热处理工艺要求严格。
高钒系高速钢
牌号有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美国牌号M3)，含钒量达3-4％，使耐磨性大大提高，但随之带来的是可磨性变差。高钒系高速钢的使用及发展还需要依赖于磨削工艺及砂轮技术的发展。
钴高速钢
牌号有W2Mo9Cr4VCo8(美国牌号M42)。其特点为：含钒量不高(1％)，含钴量高(8％)，钴能促使碳化物在淬火加热时更多地溶解在基体内，利用高的基体硬度来提高耐磨性。这种高速钢硬度、红硬性、耐磨性及可磨性都很好。热处理硬度可达67-70HRC，但也有采取特殊热处理方法，得到67-68HRC硬度，使其切削性能(特别是间断切削)得到改善，提高冲击韧性。钴高速钢可制成各种刀具，用于切削难加工材料效果很好，又因其磨削性能好，可制成复杂刀具，国际上用得很普遍。但中国钴资源缺乏，钴高速钢价格昂贵，约为普通高速钢的5-8倍。
铝高速钢
牌号为W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入铝(Al)和硅(Si)、铌(Nb)元素，来提高红硬性、耐磨性。适合中国资源情况，价格较低。热处理硬度可达到68HRC，红硬性也不错。但是这种钢易氧化及脱碳，可塑性、可磨性稍差，仍需改进。国际市场上高性能高速钢使用量已经超过普通高速钢25-30％。
粉末冶金高速钢
粉末冶金高速钢及其制品。
近几年来高速钢的最大变革就是发展了粉末冶金高速钢，它的性能优于熔炼高速钢。用高压氩气或氮气雾化熔融高速钢水，得到细小高速钢粉末，筛选后为0.4mm以下的颗粒；在真空(0.04Hg)状态下，密闭烧结达到密度65％；再在1100℃高温、300MPa高压下制成密度100％的钢坯，然后锻轧成钢材，这样有效地解决了熔炼高速钢在铸锭时要产生粗大碳化物偏析的问题，而它无论截面多大，其碳化物级别均为一级。碳化物晶粒极细，小于0.002mm，而熔炼高速钢碳化物晶粒为0.008-0.02mm。
牌号为APM T15的粉末冶金高速钢，它的强度、韧性分别是同化学成分的熔炼高速钢的2倍及2.5倍。尽管含钒量达5％，但由于碳化物晶粒细，可磨性依然很好。高温热硬度也比熔炼高速钢提高0.5-1HRC。
又由于其物理机械性能高度各向同性，淬火变形小。碳化物颗粒均匀分布的表面较大，不易从刀具的切削刃上剥落，小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍，大尺寸刀具提高20-30％。
粉末冶金高速钢具有良好的力学性能，适合制造：间断切削条件下易崩刃的刀具、强度高而切削刃又必须锋利的刀具，如插齿刀、滚刀、铣刀，高压动载荷下使用的刀具。
它的碳化物偏析小，晶粒细，可磨性好，适合制造：大尺寸刀具、精密刀具、复杂刀具。这类材料的高温红硬度高，又适合制造难加工材料所用的刀具，确实是面面俱到。
粉末冶金高速钢生产过程较复杂，造价较高。中国钢厂提供的品种较少，市场用量也很少。国际上著名钢厂如美国Crucible公司已可提供近二十种粉末冶金高速钢，日本神户制钢所、日立金属公司均可提供近十种粉末冶金高速钢，供应量也在迅速增长。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速钢制造了钻头、铣刀、丝锥，NACHI公司制造了滚刀、插齿刀、剃齿刀。有理由相信技术性能高的粉末冶金高速钢将会得到更广泛的应用，为金属加工业带来新的发展。
高速钢的市场定位及发展趋势
高速钢材料按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。
自二十世纪初发现高速钢以来，对现代工业发展起到了重要作用。可以说没有高速钢，就没有现代的金属加工业。尽管六十年代起，硬质合金等材料崛起，但是对于制造形状复杂、磨削困难的刀具，如拉刀、剃齿刀、插齿刀等，高速钢始终处于主导地位。特别是要求刀具具备高韧性时，就非高速钢莫属了。
高速钢的主要应用领域是机械和工具制造业，必然要适应这个行业的发展，近几年来机械加工采用了高速度的数控机床，例如加工中心、车削中心等，金属切削速度越来越快，要求刀具必须具有高速使用性能，即红硬性、耐磨性、冲击韧性要好，因此，厂家纷纷研发符合上述要求的高速钢材料。
在机加工费用中，材料约占15-20％，刀具约占25-35％。用户对刀具的选用也越来越趋向合理，即选用性能与价格比好的刀具。
高速钢刀具占主导地位的领域，如精密零件、复杂零件、成形加工零件的市场也越来越大，对可磨性的要求也越来越高。
高速钢-走过一个世纪的钢种，应瞄准特定市场空间，提高自身技术含量，去抗衡其它材料的挑战。
中国牌号        习惯名称        相似ISO牌号        淬、回火硬度HRC        抗弯强度MPa        冲击韧性MJ/m2        600℃下的硬度HRC
W18Cr4V         T1        HS18-0-1        62-65        3430        0.29         50.5
W6Mo5Cr4V2        M2        HS6-5-2        63-66         3500-4000         0.30-0.40         47-48
W6Mo5Cr4V3        M3        HS6-5-3        65-67        3200        0.25        51.7
W9Mo3Cr4V                 64-66                4000-4500        0.35-0.40        
W6Mo5Cr4V2Co5                 HS6-5-2-5        65-66        3000        0.30        54
W10Mo4Cr4V3Co10                HS10-4-3-10         67-69         2350                55.5
W2Mo9Cr4V2Co8                HS2-9-2-8         66-68        2700-3800        0.23-0.35        55
W7Mo4Cr4V2Co5        M41        HS7-4-2-5        66-68        2500-3000        0.23-0.35        54
W12Cr4VCo5                HS12-0-1-5        66-68        3000        0.25        54
W6Mo5Cr4V2Al        501钢                66-69        3000-4100        0.25-0.30        55-56
110W1.5Mo9.5Cr4VCo8        M42                67-69        2650-3730        0.23-0.29        55.2
W10Mo4Cr4VAl        5F6钢                68-69        3010        0.20        54.2

风来疏竹

看来36楼高工很忙没有时间回帖，那么在此我先说说关于“红脆”的粗浅看法，不妥之处还请高工及其他“大家”们指正：
    所谓“红脆”，也是高速钢在高温下锻造时出现的一种脆性开裂形式。引起这种脆性开裂的主要原因是高速钢组织内部的碳化物。
    冶炼状态下高速钢中的碳化物在组织中形态各异，有的呈大块状、有的呈网状、有的呈鱼骨状，还有其它形态。这些形状各异的碳化物致使高速钢组织极度不均匀，而且脆性很大。
    如果锻造操作不当，就会使高速钢在高温锻造状态（钢呈红色状态）下的碳化物不能按要求击碎或不能向着有利的方面转化，从而致使高速钢锻造时发生脆性开裂。
    这种由碳化物引起的在高速钢呈高温状态下锻造时出现的脆性开裂，称作“红脆”。

横笛吹雨

49# 风来疏竹

张工还没回答我在35楼的问题“为什么锻造温度在1000～1050°C时可以重击而不怕开裂，而在高温段1100～1150°C却怕裂（而轻击）呢？”呢。
按一般理解，温度越高，基体的塑性会越好，为什么会出现高温段却怕裂这种情况呢？

风来疏竹

50# WJFU66
主要是由高速钢的特性所决定的，由于有了第一阶段（高温段1100～1150°C进行轻击，以防止开裂）的锻造过程，使得材料有了良好的整体表面性能（外表一层细化组织，但内部仍然裹着‘豆腐渣’——【碳化物】），才可以实施第二阶段（当锻造温度在1000～1050°C时进行重击，以保证能打碎碳化物）的重击而不致开裂；
高速钢“两轻一重”的锻造方法是国内从事锻造的专家们（包括我的老教授）通过长期实践摸索出来的经验之谈。刚开始都觉得高速钢是不可锻造的 ，因为开裂倾向大，锻裂概率也很高，（材料的红硬性也很好），后来经过无数次失败，才取得成功。不过，由于高速钢锻造温度范围太窄，操作不当时造成开裂的零件也不少。高温下轻打的方法同样适用于高合金含量的其它钢种。

霍大侠

2# 杨青海


你好！你说的“高温段有停罗茨泵,真空度保持在2pa”应该是不可能的，对于现在的真空炉（旋片泵加罗茨泵），在实际生产中有极限真空都难以达到2pa。对于有“过烧”现象可能是温度高于1000度时油淬引起的。

会绑饼子

上次没传上来，照片太大了，再传试试

会绑饼子

会绑饼子

所以因为

我知道霍大侠也是处理高速钢的“大家”啊，感谢您的参与并希望继续关注本帖的交流。
想问一下霍大侠，您在52楼所说的：“W6“过烧”现象可能是温度高于1000度时油淬引起的。”是否就是W6用
1180℃（杨青海处理W6做的搓丝板所用的温度）加热油淬就会引起“过烧”的现象这个意思？
W6用1180℃淬火，冷却介质是油怎么会发生“过烧”呢？

另外，“会绑饼子”先生发上来的失效照片（他在20楼有详细阐述）请张工和大家分析一下是什么原因？

风来疏竹

55# 会绑饼子
请上传裂纹处的金相图片。

所以因为

下帖有我今年1月8号第一次登陆热处理论坛时在5楼和20楼的回复，因为也涉及到了高速钢的话题，也有纪念意义，所以作一特别链接：
http://www.rclbbs.com/viewthread ... p;extra=&page=1

mmmkkklll2

3# 所以因为
我感觉也可能是温度局部过高而导致的，可能是装炉不好，产生温度死角，或是炉子加热元件有问题导致温度局部过高。

搬运工

金属材料及其热处理专业设置有一门金属材料加工工艺的课程.其中的锻造篇有''红脆''及''冷脆''[即P脆]的专门讲述.

风来疏竹

高工：我对“红脆”解释是不是不对？我知道“冷脆”是由于P 的缘故。

搬运工

61# 风来疏竹 是不对的........