双金属带锯条齿材M42高速钢性能评价及淬火冷却方式研究

双金属带锯条齿材M42高速钢性能评价及淬火冷却方式研究本文选取部分国外厂商生产的双金属带锯条与国内泰嘉公司的两种产品作

为研究对象,首先通过OM、SEM、内米压痕仪等手段对国内外双金属带锯条齿材

M42高速钢进行对比研究,建立双金属带锯齿材性能评价体系；进而为改善齿材

M42高速钢的热处理制度,通过OM、AFM、XRD、高温金相、高温硬度等手段探讨及研究了淬火冷却速度和冷却方式对齿材PM M42高速钢的显微组织及力学性能的影响。得到以下结论：(1)泰嘉公司齿材M42钢中分布着大量形状不规则,尺寸

5-9umm的一次碳化物M2C,齿材PM M42冈齿材中分布的一次碳化物M6C颗粒细小且呈弥散均匀分布,尺寸均在2um以下；泰嘉、Lenox、Simonds公司的齿材M42钢中部分区域的一次碳化物存在团簇现象;Bacho与Simonds公司齿材M42钢中

一次碳化物有明显的带状分布；泰嘉公司齿材M42钢平均晶粒为10.7umm,泰嘉

公司齿材PM-M42钢及其余4组国外齿材的的平均晶粒尺寸均在5-7umm之间。

(2)附加600℃/1h/4次长时间高温回火后：泰嘉公司齿材M42钢硬度下降幅度达10.06%,碳化物和晶界处出现大量热蚀裂纹；嘉泰公司齿材PM-M42冈硬度

下降幅度和国外齿材M42钢硬度下降幅度均只有3.7%-5.3%；泰嘉公司齿材M42高速钢、PM-M42高速钢在齿尖处纳米压痕得到的杨氏模量分别增幅达43.3%、22.3%,增幅远高于国外齿材。泰嘉公司两种齿材具有较差的抗高温回火稳定性。

(3)840℃/4h等温退火状态的常规M42钢中一次碳化物大小分布不均匀,微

小颗粒的碳化物易向临近大型碳化物处集聚,淬火升温到1170℃并保温300s,一次碳化物开始溶解；PM M42钢碳化物颗粒细小均匀,具有优异的抗集聚能力,1205℃保温70s后,碳化物才出现部分溶解。常规M42钢1205℃保温300s,其奥氏体晶粒发生急剧异常长大；PM M42冈在1205℃保温300s,晶界尺寸未发生明显变化。

(4)PM M42钢在840℃/4h等温退火,1205℃奥氏体化保温保温10min后淬火,淬火冷速为0.1℃/s、0.25℃/s时基体组织为珠光体；0.5、1℃/s时为珠光体+下贝氏体,冷速加大,下贝氏体增多,珠光体减少；4、10℃/s时为少量下贝氏体+淬火马氏体。20℃/s时只有淬火马氏体；随着淬火冷却速率从0.1℃/s增加到20℃/s,3次回火后的硬度从548HV增大到1012HV。

(5)对PM M42钢依次采用慢冷(沙冷、雾冷)到快冷(油冷、水冷)方式淬火(相应平均冷速从10到30℃/s)后,淬火态中残余奥氏体量从7.6%增多到14.5%；淬火态硬度从835HV下降到788HV；回火马氏体尺寸从约150～200nm变窄到约30～60nm,同时,回火马氏体界上二次碳化物析出量增多且颗粒变小；3次回火状态的硬度从945HV上升到1002HV,且其高温硬度的随温度的下降趋势变缓；抗回火稳定性逐步升高,附加600℃/lh/4次回火后的硬度依次从856HV增加到924HV。