M35高速钢热处理性能研究

5.5
1.11
1 190
5.2
1.17
1 170
3.1
1.97
550
1 180
2.9
2.10
1 190
2.8
2.18
1 170
6.1
1.00
560
1 180
5.8
1.05
1 190
5.6
1.09
由表 1 结果可知，在 540、550、560℃ 3 个回火温度中， 550℃回火时，M35 高速钢的平均磨损量最低，其相对耐 磨 性 最 好 ；540℃ 和 560℃ 回 火 时 平 均 磨 损 量 较 大 ，与 550℃相比较而言，相对耐磨性略有不足。在相同的回火 温度和回火次数下，M35 高速钢的淬火温度较高时，其平 均磨损量较低，相对耐磨性较好。
1 试验材料及方法
试验所用的材料为 M35 高速钢。淬火温度分别设为 1 170、1 180、1 190℃，并在每个淬火温度下分别保温 1.5、 3.0、5.0min，回火温度以摄氏度（℃）为单位。使用 SX22-12TP 高温箱式电阻炉对 M35 高速钢试样进行淬火加
热，使用 HR-150A 洛氏硬度计测量硬度，使用 BRUKER 摩擦磨损测试仪进行耐磨性试验。
对比图 2、图 3 和表 1 的结果，可以发现，M35 高速在 1 170、1 180、1 190℃淬火和 540、550、560℃回火的摩擦系 数和磨损量的变化趋势和硬度的变化趋势是一致的。
3 结语
本文研究并讨论了 M35 高速钢不同热处理条件下的 性能，在本试验条件下，在 1 190℃淬火、550℃回火可以获 得最好的硬度。
作为目前应用最广泛的高性能高速钢之一，M35 钢 钢中碳与合金元素配置比较合理，热处理后的硬度可达 70HRC，同时具有很高的高温硬度和较好的韧性。由于 钒含量较低，M35 钢具有很好的可磨削性［3］，M35 钢中添 加 Co 元素，可通过影响一次碳化物中其他合金元素的含 量，从而间接影响碳化物的合金度［4］。本文选用 M35 钢 进行研究，探究其在不同热处理条件下的性能。
后增大，3 种淬火温度的变化趋势一样。1 190℃淬火、 550℃回火的摩擦系数最小，比最大的 1 170℃淬火、560℃ 回火的摩擦系数降低了 33%。
0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 1 190℃淬火 1 180℃淬火 1 190℃淬火
540℃回火 550℃回火 560℃回火
近年来，机械加工业快速发展，其对切削工具的性能 要求不断提高。人们通过改善金属元素组成来增强高速 钢性能，从而满足生产需求。例如，含硫钢具有降低刀具 的磨损、提高生产效率的特性，同时对环境污染较小、成 本低廉［1］。另外，可以添加硼元素来部分代替昂贵的金 属元素，从而获得高硼高速钢材料，其具有成本低廉、易 于加工和良好的耐磨性等特点，可部分替代高铬铸铁和 传统的高速钢等材料［2］。
结果表明，M35 高速钢在 1 190℃淬火、550℃回火时可以获得最好的硬度。
关键词：M35 高速钢；淬火；回火；硬度；耐磨性
中图分类号：TG161
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2019）19-0048-02
Study on Heat Treatment Properties of M35 High Speed Steel
2 试验结果和分析
2.1 淬火、回火硬度 图 1 为高速钢在 1 170、1 180、1 190℃淬火，并分别保 温 1.5、3、5min 后的淬火硬度。
66
65
硬度/HRC
64 1.5min
63
3min
5min
62
61
60
1 170
1 180 淬火温度/℃
1 190
图 1 M35 高速钢在不同淬火温度和时间的硬度值 淬 火 后 组 织 中 约 含 有 70% 的 隐 晶 马 氏 体 ，还 有 20%～25%的残留奥氏体，马氏体的含碳量对其硬度具有
图 2 为 M35 高速钢在 1 170、1 180、1 190℃淬火，保温 5min 后分别进行 3 次不同温度回火后的硬度。
68 1 170℃淬火
67
1 180℃淬火 1 190℃淬火
66
65
64
63
62 535 540 545 550 555 560 565 回火温度/℃
图 2 M35 高速钢在不同回火温度的硬度值 由图 2 可知，M35 高速钢在回火时具有二次硬化现 象，在 540～560℃回火时，其硬度值在 64～66HRC，并在 550℃左右达到峰值，二次 硬 化 中 硬 度 的 上 升 与 下 降 和 二 次 碳 化 物 的 析 出 与 长 大 有 关 。 相 对 540℃ 回 火 而 言 ，550℃ 回 火 时 有 更 多 的 二 次 碳 化 物 弥 散 析 出 ，使 得 硬度升高 ；超过 550℃后会产生过回火现 象，弥散析出 的 二 次 碳 化 物 会 发 生 长 大 ，使 得 其 弥 散 强 化 的 作 用 减 弱，回火硬度下降。与 1 170℃淬火相比，M35 高速钢在 1 180℃和 1 190℃淬火，再进行三次高温回火后，其回火 硬度要高，说明在 1 180℃和 1 190℃淬火时溶入奥氏体的 合金元素含量较高，使得淬火之后马氏体的合金元素含 量较高。在回火时，自马氏体中析出了较多的弥散分布 的碳化物，回火硬度较高。 2.2 耐磨性 图 3 为 M35 高速钢在 1 170、1 180、1 190℃淬火后分 别进行 3 次 540、550、560℃保温 1h 回火后的摩擦系数平 均值。 从图 3 可见，各个淬火温度和回火温度下，摩擦系数 均在 0.47～0.70。在相同回火温度下，随着淬火温度升 高，摩擦系数逐渐减小，3 种回火温度的变化趋势一样。 在相同淬火温度下，随着回火温度升高，摩擦系数先减小
参考文献：
［1］陈伟，王豫 . 低合金高速钢的应用及发展热处理［J］. 热 处理，2005（1）：14-18.
［2］陈雷雷 . 高速钢合金碳化物控制研究［D］. 南京：东南大 学，2016.
［3］王坚 . 含氮 M35 高速钢组织与性能的研究［D］. 昆明：昆 明理工大学，2016.
［4］王金双 .M35 高速钢热处理工艺研究［J］. 金华职业技术 学报，2004（1）：17-19.
总 681 期第十九期 2019 年 7 月
河南科技 Henan Science and Technology
工业技术
M35 高速钢热处理性能研究
陈冠宇 胡帅成 肖月美 潘李镇
（扬州大学机械工程学院，江苏 扬州 225100）
摘 要：本文对 M35 高速钢进行了不同淬火温度、保温时间和回火温度的热处理，研究了硬度和耐磨性能。
图 3 不同温度淬火、回火后的摩擦系数平均值 表 1 为 M35 高 速 钢 经 过 不 同 淬 、回 火 工 艺 后 在 BRUKER 摩擦磨损测试仪上进行的耐磨性试验结果。
表 1 M35 高速钢耐磨性试验结果
回火温度/℃ 淬火温度/℃ 平均磨损量/mg
相对耐磨性
1 170
5.7
·
硬度/HRC 摩擦系数
重要的作用。在含碳量较低的情况下，马氏体的硬度随 含碳量的升高有着明显的提高，但当含碳量达到一定值 后，随着含碳量的升高，马氏体硬度的提高不再明显。
由图 1 可知，在 1 170℃淬火时，随着保温时间的延 长，M35 高速钢的硬度逐渐上升，这是由于当保温时间延 长时，碳化物逐渐溶解，马氏体中的含碳量也随之升高。 但 M35 高速钢在 1 170℃淬火时的硬度都低于 65HRC，这 是由于淬火温度低，有大量的未溶碳化物存在，导致淬火 后马氏体的含碳量低，所以硬度较低，达不到 65HRC。在 1 180℃和 1 190℃淬火时，未溶碳化物量少，硬度值都在 65～66HRC。随着保温时间的变化，其硬度值变化很小， 主要因为 1 180℃和 1 190℃淬火时，未溶碳化物的量变化 较小，马氏体中含碳量变化亦较小，而 1 190℃淬火硬度 低于 1 180℃，这是由于 1 190℃淬火残余奥氏体较多。
收稿日期：2019-06-07 基金项目：扬州大学大学生科技创新基金项目（X20180284）。 作者简介：陈冠宇（1997—），男，本科在读，研究方向：热处理工艺及性能。
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第 19 期
M35 高速钢热处理性能研究
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CHEN Guanyu HU Shuaicheng XIAO Yuemei PAN Lizhen （School of Mechanical Engineering, Yangzhou University，Yangzhou Jiangsu 225100）
Abstract: This paper discussed the heat treatment of M35 high speed steel at different quenching temperature, hold⁃ ing time and tempering temperature, and studied hardness and wear resistance. The results show that the M35 high speed steel can obtain the best hardness when quenched at 1 190℃ and tempered at 550℃. Keywords: M35 high speed steel；quenching；tempering；hardness；wear resistance