合金工具钢及其热处理.

• 左右的残余奥氏体，如图6-6所示。
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第六章 合金钢
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• • 图6-5 W18Cr4V钢的淬火、 回火工艺曲线
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• • 图6-6 W18Cr4V钢淬火后 的组织（400×）
• • 图6-7 W18Cr4V钢淬火回火 后的组织（400×）
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• 4．常用的高速钢
• 高速钢的种类很多，应用最多的有W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2和W9Mo3Cr4V三种。
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• 2．高速钢的锻造 • 高速钢铸态组织中含有大量的鱼骨状碳化物（见图
6-4），分布很不均匀，显著降低了钢的力学性能，
特别是韧性。而且用热处理方法不能根本改变碳化 物的分布状态，只能用反复锻造的方法将碳化物打
碎，并使其尽可能均匀分布。锻造比最好大于10，
锻后必须缓冷，以免开裂。
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• （－）冷作模具钢
• 冷作模具钢用于制造使金属在冷态下产生变形的模
具，如冷冲模、冷挤压模、冷镦模、拉丝模等。这 些模具在工作中要承受很大的压力、弯曲力、冲击
力和强烈的摩擦。因此，冷作模具钢的性能要求与
刃具钢相似，要求具有高的硬度（58～62HRC） • 和耐磨性，足够的强度和韧性，同时要求热 • 处理变形小。
钢刀具更高的切削速度进行切削，因而被称为高速
钢。它的特点是热硬性高达600℃，切削时能长时 间保持刃口锋利，故又称为“锋钢”，并且还具有
高的强度、硬度和淬透性。淬火Βιβλιοθήκη Baidu在空气中冷却即
可得马氏体组织，因此，又俗称为“风钢”、“白 钢”
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• 合金刃具钢又分为低合金刃具钢和高速钢两类。
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• （一）低合金刃具钢
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• 1．化学成分和性能 • 低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的 钢。其Wc＝0.75％～1.5％的范围内，以保证钢的淬硬性和形 成合金碳化物的需要。加入的合金元素主要有硅、锰、铬、 钨、钒等。其中硅、锰、铬的主要作用是提高钢的淬透性， 增加钢的强度；钨和钒形成碳化物，细化晶粒并提 • 高钢的硬度、耐磨性和热硬性。因此，低合金工具钢的
• 淬透性比碳素工具钢好，淬火冷却可在油中进行，使变
• 形和开裂倾向减小。但由于合金元素的加入量不 • 大，故钢的热硬性仍不太高，一般工作温度 • 不得高于300℃。
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• 2．热处理和应用
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• 低合金刃具钢的热处理与碳素工具钢基本相同。刃 具毛坯锻造后的预先热处理采用球化退火，切削加 工后的最终热处理采用淬火和低温回火。最终热处
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第四节 合金工具钢
一、合金刃具钢
二、合金模具钢
三、合金量具钢
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• 合金刃具钢主要用来制造刀具，如车刀、铣刀、
钻头、丝锥等。对刃具钢的性能要求是：高的
硬度和耐磨性，高的热硬性，足够的强度、塑 性和韧性。
理后的组织为细回火马氏体、粒状合金碳化物及少
量的残余奥氏体，一般硬度可达60～65HRC。 • 9SiCr是最常用的低合金刃具钢，被广泛用来 • 制造各种薄刃工具，如板牙、丝锥、铰刀 • 等。
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• （二）高速钢
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• 用高速钢制作的刃具在使用时，能以比低合金刃具
了钢的高硬度、高耐磨性及热硬性。进行多次回火，
其目的是为了逐步减少残余奥氏体的量和消除内应力。 高速钢回火后的组织为回火马氏体、粒状碳
• 化物和少量（体积分数为1％～2％）残余奥
• 氏体，如图6-7所示，硬度可达 • 63～66HRC。
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第六章 合金钢
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• （2）淬火。高速钢只有在正确的淬火及回火后才能 获得优良的性能。高速钢的淬火加热温度很高 （1200～1300℃），目的是为了使碳化物尽可能多 地溶入奥氏体，从而提高淬透性、回火稳定性和热硬 性。由于高速钢的导热性较差，故淬火加热时必须 • 进行一至二次预热。如图 6-5所示。高速钢淬火 • 后的组织是隐晶马氏体、粒状碳化物及 25％
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图6-4 高速钢的铸态组织
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• 3．高速钢的热处理
• 高速钢的热处理包括退火、淬火和回火，其特点是 退火温度低，淬火温度高，回火温度高且次数多。
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• （3）回火。高速钢淬火后应立即回火，一般性550～
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570℃回火三次。在此温度范围内回火时，钨、钼、 钒的碳化物从马氏体和残余奥氏体中析出，呈弥散分 布，使钢的硬度明显上升；同时由于残余奥氏体转变 成马氏体，也使硬度上升，从而形成二次硬化，保证
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• （1）退火。为了消除坯料在锻造时产生的内应力，
降低硬度，细化晶粒，为切削加工和淬火作准备， 高速钢在锻后必须及时进行球化退火。退火温度为 Ac1＋ 30～50℃，退火后的组织为索氏体和粒状合 金碳化物，硬度为207一255HBS。
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• 1．高速钢的成分特点
• 高速钢的含碳量较高，Wc在0.75％~1.60％的范围 内，并含有大量的碳化物形成元素钨、钼、铬、钒 等。高的碳含量是为了在淬火后获得高碳马氏体， 并保证形成足够的碳化物，从而保证其高硬度、高 的耐磨性和良好的热硬性。
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