电渣重熔连续定向凝固M2高速钢铸态组织的研究

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3 4
材 料 工 程 /2 0 1 3年 7期
l f e d d e n d r i t i c — c e l l u l a r s t r u c t u r e o f s u p e r a l l o y C MS X一 4 口] .Ma t e r i —
图 6 为 实验 钢在 图 5中椭 圆部分对 应 的碳化 物及
基 体 的能谱 分析 。从 图 6可 看 出 : 碳 化 物 中合 金元 素 以W, Mo , V, C r 为主 , 不 同部 位 的峰 值元 素 含 量有 所 不 同 。 由图 5 ( b ) 及结合 谱 图 6 ( a ) 可知 , 该碳 化物 较为 平直 , 且 呈 片条 状 , 主要 金 属元 素 为 W , Mo , V 且 含有 少量 C r 和F e , 在 W- Mo系高 速钢 中为典 型 的 M C型 碳 化物 [ 1 ] 。由于 M C型碳 化物 为亚稳 型碳 化 物 , 在加 热 时易 发生 分解 : 据文 献 [ 1 3 1 指 出 高速 钢 中共 晶碳 化
物 片层 均匀 致 密 , 碳 化物与基 体过渡 区圆滑 , 从 图 5
C r , 又 因为在铸 态 M c分 解转 变 时 , M c碳 化 物数 量 较 多且 长大 速率 比 MC快 , 判 断 该碳 化 物可 能 为 M C
型 碳化 物 。根据 图 5 ( f ) 及谱 图 6 ( d ) 可知 , 该 碳 化 物为
图 4为 高倍 下 M C碳化 物浅 腐蚀 的形 貌 : 复合 型
和 不规 则形 ( 如图 4 ( a ) , ( b ) ) 。复 合 型 M。 C形貌 以光 滑 的边 界为 特征 , 呈螺 旋状 生长 , 但很 难发 现 完整 的螺 旋, 这 主要是 因为高 速钢 中低 的碳 化 物 体 积分 数 和 高 程 度 的枝 晶组 织 造成 的 。不 规则 的 M C形 貌 具 有 不
En e r g y| k e V
图 6 实 验 钢 能 谱 图 ( a ) 图5 ( b ) 中 A; ( b ) 图5 ( b ) 中 B; ( c ) 图5 ( c ) 中 C; 图5 ( f ) 中 D
Fi g . 6 EDAX s p e c t r a o f t h e t e s t e d s t e e l s
( a ) p o s i t i o n A i n f i g . 5( b) ; ( b) p o s i t i o n B i n f i g . 5( b) ; ( c ) p o s i t i o n C i n f i g. 5 ( c ); p o s i t i o n D i n f i g . 5 ( f )
电 渣 重 熔 连 续 定 向凝 固 M2 高 速 钢 铸 态 组 织 的研 究
3 3
En e r g y/ k e V
E ne r g y/k e V
( d )
、 V
Ca r b i d e
1 Biblioteka Baidu
Mo
C -. 一

En e r g y| k e V
富 V 的碳 化物 , 为 MC型碳 化 物 , 在 淬 火过 程 中 , 该 碳 化 物易 溶入 基体 , 对钢 的二 次硬化 有利 口 ] 。
3 结论
( 1 ) M2高 速 钢 在 铸 态 组 织 边 部 , 采用 E S R 工 艺
( d ) , ( e ) , ( g ) 所示 ; 同时, 在 深 腐 蚀 过程 中部 分 海 绵 状
疏松 , 又 由于在凝 固过 程 中 , 包 晶和包 共 晶反应 都依 靠 碳及 合金 元 素通 过奥 氏体 包层 的长 程 扩 散 , 导 致 相 的 成分 偏 离平衡 , 心 部奥 氏体碳 含量 低 , 合金 元素 比外 部 高_ 1 ; 同时也 出现 了较为 粗大 集 中的块 状碳 化物 , 如 图 5 ( c ) , 该 碳化 物 对 韧性 及 磨 削 性 等 力学 性 能 会 带 来 一 定 的不 利 影 响l _ g 。E S R — C DS工 艺 得 到 的 组 织 碳 化
图 5中可看 出 , 两 种 工艺 深 腐 蚀 凝 固组 织有 很 大 的区
别 。E S R工艺 得 到 的 组 织 基 体 与 碳 化 物 过 渡 区 较 为
粗糙 , 碳 化物 覆盖 在基 体上 面 , 没 有 出现 明显 的呈层 片 状状 态 , 以松 散 的条状 为 主 , 部分 基体 内部 出 现 了大 小 不一 的裂纹 , 如图 5 ( a ) , ( b ) , 这 可 能 是 因为 基 体 较 为
物 M C分解行 为可 表示为 : M。 C+ F e ( 7 ) 一 M。 C+ MC, 生成 的产 物 则 是 稳 定 的。根 据 图 5 ( c ) 和谱 图 6 ( c ) 可知, 由于 该 碳 化 物 为 大块 状 , 且 富含 Mo , W, V,
图 5为 高倍 下实验 钢 深腐蚀 铸 态组织 的形 貌 。从
碳 化物 仍然 可见 如 图 5 ( h ) ; 但 单个 碳 化物 团取 向并不

致, 呈一定夹角 , 甚至达到 了 9 0 。 , 从图 5 ( d ) , ( e ) ,
( f ) 便 可看 出 。这 可 能 是 因为 高速 钢 在 凝 固过 程 中合 金元素成分较大 , 造成一定影 响, 同时 , 也 由于 E S R -
C D S工 艺 凝 固 机 理 的 影 响 。
连续 的边界 特征 , 基 体 和碳 化 物 之 问 没 有 清 晰 的轮 廓 界面, 呈 典 型的 盘 片状 。另 外 , 在 E S R — C D S工 艺 得 到
的组 织 中还 发现 了 比较 多 的 “ 不 连 续 的 复 合 规则 型 ” 的碳 化 物 ( 如图 4 ( c ) ) , 这种 碳 化 物具 有 短 棒状 特 征 生 长 于螺 旋生 长 的频繁 间断 处 。
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