M2粉末冶金高速鋼的制備及性能與組織研究.pdf

1、高速鋼(HSS)具有高硬度、高耐磨性、高切削韌性以及良好的熱硬性；除主要應(yīng)用于工具材料外，在模具及結(jié)構(gòu)材料等方面的應(yīng)用也日益廣泛。采用粉末冶金(PM)工藝生產(chǎn)的高速鋼可以從根本上解決高速鋼碳化物粗大及分布不均勻的問(wèn)題。但由于高速鋼合金成分復(fù)雜，其致密度與顯微組織對(duì)燒結(jié)參數(shù)的選擇十分敏感。因此對(duì)粉末冶金高速鋼制備工藝的研究是高速鋼進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵工作。本文采用真空燒結(jié)技術(shù)制備M2粉末冶金高速鋼，并研究其組織與力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

2、>　?。?）隨著球磨時(shí)間的增加，粉末細(xì)化速率先快后慢，20h后趨于平緩，且粉末的團(tuán)聚不斷加劇，開(kāi)始出現(xiàn)冷焊現(xiàn)象。在燒結(jié)溫度1245℃、保溫時(shí)間1h的工藝下所制備的真空燒結(jié)M2粉末冶金高速鋼，其顯微組織均勻、晶粒細(xì)小、無(wú)碳化物偏析；相對(duì)密度達(dá)到98％以上，硬度HRC達(dá)到52.5，磨損失重為0.032g，抗彎強(qiáng)度為2100MPa。1200℃淬火，550℃三次回火后，硬度HRC達(dá)到65以上。
　?。?）碳含量對(duì) M2粉末冶金高速鋼試樣的

3、顯微組織有著顯著的影響。碳添加量為1.0wt.%~1.1wt.%的M2粉末冶金高速鋼試樣組織致密，晶粒細(xì)小，彌散的M6C與MC型碳化物均勻分布于基體上；碳含量高于1.1 wt.%后，碳化物尺寸明顯變大，并且晶粒內(nèi)的顆粒狀碳化物數(shù)量明顯增多。M2粉末冶金高速鋼隨著碳含量的增加，其顯微硬度值與致密化程度呈上升的趨勢(shì)。碳含量對(duì)燒結(jié)溫度參數(shù)的影響主要體現(xiàn)在能夠降低高速鋼的燒結(jié)溫度，并擴(kuò)大燒結(jié)溫度范圍。
　?。?）低成本高速鋼其燒結(jié)窗口在1

4、245℃~1255℃之間。燒結(jié)溫度為1255℃時(shí)，M2高速鋼致密化程度相對(duì)較高，相對(duì)密度達(dá)到92%以上。對(duì)低成本高速鋼試樣進(jìn)行了硬度與耐磨性實(shí)驗(yàn)。在加入鎢鐵、釩鐵后，材料洛氏硬度相對(duì)于普通高速鋼有所下降，宏觀硬度HRC低于普通高速鋼6~7。隨著燒結(jié)溫度的提高， M2高速鋼耐磨性出現(xiàn)先提高后下降的趨勢(shì)。對(duì)低成本高速鋼燒結(jié)試樣進(jìn)行不同淬火溫度的熱處理；隨淬火溫度的升高，試樣硬度逐漸升高，洛氏硬度最高達(dá)到55以上。但淬火溫度超過(guò)1220℃后，