以下为高速钢的主要化学成分与其主要作用。
(1)高速钢含碳量一般在0.75%～1. 65 %范围内变化。高的碳量一方面保证钢在淬得马氏体后有高的硬度;另一方面与强碳化物形成元素生成极硬的合金碳化物,大大增大钢的耐磨性和热硬性。含碳量也不是过高,碳量过高,易产生严重的碳化物偏析,会降低钢的塑性和韧性。因此,含碳量必须与其他合金元素含量相匹配。
(2)铬能提高钢的淬透性几乎所有高速钢中的含铬量均为4%左右。铬的碳化物在淬火加热时容易溶解,铬几乎全部融入奥氏体中,增加奥氏休的稳定性,使钢的淬透性大大增加。同时,铬还能提高钢的抗氧化脱碳和抗腐蚀能力。
(3)钨和钼能造成二次硬化,以保证高的热硬性，钨和钼的碳化物在淬火加热时极难溶解,大约只有一半的量溶入奥氏体中,而其余部分作为残留碳化物留下来,起到阻止奥氏体晶粒长大的作用,并能提高耐磨性。溶入的部分则在560 ℃左右回火时以W2C或Mo2C形式弥散析出,造成二次硬化,使钢的硬度提高。这种碳化物在500℃～600℃温度下非常稳定,不易聚集长大,因而使钢在此温度下仍能保持高硬度,表现出高的热硬性。
(4)钒能提高钢的耐磨性和热硬性，钒在高速钢中能形成硬度极高的碳化物,这种碳化物非常稳定,很难溶于奥氏体中,而且硬度极高,颗粒细小,分布均匀,显著提高耐磨性。溶入奥氏体的钒在回火时以 VC的形式析出,也可造成二次硬化 ,提高钢的热硬性。
(5)钴也能显著提高高速钢的热硬性和硬度，钴是非碳化物形成元素 ,它提高热硬性的作用与钨、钼、钒不同 ,在加热时,钴大部溶入奥氏体 ,提高钢的熔点 ,提高淬火温度 ,使钨、钼、钒等元素更多地溶入奥氏体 ,以充分发挥它们的硬化作用,而在回火时则析出金属间化合物CoW等 ,从而抑制及延缓碳化物的析出及聚集。
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