高速鋼具有高硬度、高耐磨性和良好的紅硬性等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于制造各種高速切削工具。然而高速鋼室溫塑性較差,冷加工過(guò)程極易斷裂。傳統(tǒng)的重結(jié)晶退火工藝能夠改善高速鋼塑性,但存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高等缺點(diǎn)。本文以M42超硬高速鋼為對(duì)象,研究了高速鋼再結(jié)晶退火組織演變及其對(duì)性能的影響規(guī)律,著重分析了退火工藝、應(yīng)變量及初始組織狀態(tài)對(duì)高速鋼再結(jié)晶行為的影響作用,為實(shí)際生產(chǎn)中制定合理的再結(jié)晶退火工藝提供理論指導(dǎo)。研究結(jié)果表明,隨退火溫度升高,冷拉M42高速鋼鋼絲依次經(jīng)歷回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大等不同階段,其溫度區(qū)間分別為700℃以下、700℃⁸00℃和800℃以上。其中,M42高速鋼再結(jié)晶退火最佳溫度區(qū)間為780℃⁸20℃,此時(shí)再結(jié)晶比較完全,材料塑性較好。780℃退火時(shí),隨退火時(shí)間延長(zhǎng),冷拉M42高速鋼鋼絲依次發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大,其發(fā)生時(shí)間區(qū)間分別為0¹20s、120³00s和大于300s。其中,最佳退火時(shí)間為5min³0min。保溫時(shí)間超過(guò)30min,晶粒發(fā)生長(zhǎng)大,碳化物尺寸變大、數(shù)量變... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同切削工具材料[7]

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文81.3.2高速鋼鋼絲的冷拉拔鋼絲的冷拉拔加工，是指在常溫條件下利用拉絲機(jī)的拉拔力，使鋼絲盤條通過(guò)特定規(guī)格的模具從而獲得期望的尺寸，形狀以及力學(xué)性能的一種塑性變形方法，鋼絲拉絲模具的示意圖如圖1.2所示。拉拔過(guò)程的受力狀態(tài)與普通拉伸不同，在拉拔牽引力和拉絲模的作用下，此時(shí)鋼絲的受力狀態(tài)為徑向壓縮、軸向拉伸，從而使得鋼絲產(chǎn)生塑性變形。冷拔加工使鋼絲強(qiáng)度提高的原理本質(zhì)是冷加工硬化現(xiàn)象（金屬由于冷加工變形，使其強(qiáng)度、硬度增高，塑性與韌性降低的現(xiàn)象稱為冷加工硬化），在冷加工時(shí)晶粒在外力作用下發(fā)生滑移變形，位錯(cuò)開(kāi)動(dòng)并相互纏結(jié)，組織逐漸轉(zhuǎn)向拉拔方向并沿此方向被拉長(zhǎng)，若應(yīng)變量較大，晶粒會(huì)產(chǎn)生破碎并形成宏觀纖維狀組織，鋼絲內(nèi)部出現(xiàn)殘余應(yīng)力。鋼絲的強(qiáng)度和硬度會(huì)隨著拉拔累計(jì)應(yīng)變量的增大而逐漸升高，但是強(qiáng)烈的冷作硬化會(huì)使鋼絲的韌塑性變差阻礙了鋼絲的進(jìn)一步拉拔和強(qiáng)度的提高，因此鋼絲拉拔生產(chǎn)過(guò)程中合理的道次安排和適當(dāng)?shù)臒崽幚沓蔀殛P(guān)鍵。圖1.2鋼絲拉絲模具示意圖Fig.1.2Geometryofdrawingdie高速鋼冷拉鋼絲生產(chǎn)工藝多數(shù)是沿用Φ8~10熱軋盤圓，經(jīng)單座拉絲機(jī)逐道拉拔而成，以M2鋼為例，其工藝過(guò)程如下[7]：

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文12目前常用的退火方式有普通退火和等溫退火，如圖1.4所示。普通退火是在保溫?cái)?shù)小時(shí)后采用隨爐緩冷的方式冷卻至室溫的一種退火工藝，一般為大型爐使用，由于爐型較大，降溫速度較慢，所以能控制緩冷速度達(dá)到需要的結(jié)果；等溫退火是在保溫?cái)?shù)小時(shí)后采用隨爐緩冷至某一溫度后繼續(xù)保溫?cái)?shù)小時(shí)，然后在隨爐冷至500℃左右后取出空冷至室溫，一般為小型爐采用的退火工藝，由于小型爐緩冷難以達(dá)到控制要求，并且溫度分布梯度較大，均勻性差，難以得到組織均勻的高速鋼，所以在“鼻尖溫度”附近選取一個(gè)溫度進(jìn)行保溫，這可以讓爐內(nèi)鋼材均溫，并且讓奧氏體有時(shí)間充分轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，從而提高成材率。陳福福等[56,57]在等溫退火的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了水冷退火以及鹽浴退火。水冷退火即在等溫退火最后一步冷卻階段，將取出空冷改成采用水冷，從而提高生產(chǎn)效率。鹽浴退火中退火步驟與等溫退火一致，但采用鹽浴爐進(jìn)行熱處理，鹽浴爐能夠保證得到高質(zhì)量預(yù)期均勻組織，并可減少表明氧化、脫碳等問(wèn)題，還可以適當(dāng)減少保溫時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率。但鹽浴爐的缺點(diǎn)明顯，能耗較高且對(duì)環(huán)境污染較大。圖1.4M42高速鋼的各種退火工藝(a)普通退火;(b)等溫退火Fig.1.4VariousannealingprocessofM42(a)Continuousannealing;(b)Isothermalannealing相圖是材料學(xué)的重要內(nèi)容，它揭示了平衡條件下，溫度、成分、相成分及相區(qū)界限等信息，對(duì)生產(chǎn)和應(yīng)用有十分重要的指導(dǎo)作用[58]。圖1.5是Fe-W-Cr-C系在18%W、4%Cr時(shí)的Fe-C偽二元相圖[59]，圖中[C]=0.75%所對(duì)應(yīng)的直線表示W(wǎng)18Cr4V高速鋼的平衡凝固組織轉(zhuǎn)變。W18Cr4V高速鋼經(jīng)過(guò)的相區(qū)和轉(zhuǎn)變過(guò)程如表1.3所示。


本文編號(hào)：3017907