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

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同切削工具材料[7]

東南大學碩士學位論文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的拉拔力，使鋼絲盤條通過特定規(guī)格的模具從而獲得期望的尺寸，形狀以及力學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，此時鋼絲的受力狀態(tài)為徑向壓縮、軸向拉伸，從而使得鋼絲產生塑性變形。冷拔加工使鋼絲強度提高的原理本質是冷加工硬化現象（金屬由于冷加工變形，使其強度、硬度增高，塑性與韌性降低的現象稱為冷加工硬化），在冷加工時晶粒在外力作用下發(fā)生滑移變形，位錯開動并相互纏結，組織逐漸轉向拉拔方向并沿此方向被拉長，若應變量較大，晶粒會產生破碎并形成宏觀纖維狀組織，鋼絲內部出現殘余應力。鋼絲的強度和硬度會隨著拉拔累計應變量的增大而逐漸升高，但是強烈的冷作硬化會使鋼絲的韌塑性變差阻礙了鋼絲的進一步拉拔和強度的提高，因此鋼絲拉拔生產過程中合理的道次安排和適當的熱處理成為關鍵。圖1.2鋼絲拉絲模具示意圖Fig.1.2Geometryofdrawingdie高速鋼冷拉鋼絲生產工藝多數是沿用Φ8~10熱軋盤圓，經單座拉絲機逐道拉拔而成，以M2鋼為例，其工藝過程如下[7]：

東南大學碩士學位論文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。普通退火是在保溫數小時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到需要的結果；等溫退火是在保溫數小時后采用隨爐緩冷至某一溫度后繼續(xù)保溫數小時，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”附近選取一個溫度進行保溫，這可以讓爐內鋼材均溫，并且讓奧氏體有時間充分轉變?yōu)橹楣怏w，從而提高成材率。陳福福等[56,57]在等溫退火的基礎上開發(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，但采用鹽浴爐進行熱處理，鹽浴爐能夠保證得到高質量預期均勻組織，并可減少表明氧化、脫碳等問題，還可以適當減少保溫時間，從而提高生產效率。但鹽浴爐的缺點明顯，能耗較高且對環(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相圖是材料學的重要內容，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，對生產和應用有十分重要的指導作用[58]。圖1.5是Fe-W-Cr-C系在18%W、4%Cr時的Fe-C偽二元相圖[59]，圖中[C]=0.75%所對應的直線表示W18Cr4V高速鋼的平衡凝固組織轉變。W18Cr4V高速鋼經過的相區(qū)和轉變過程如表1.3所示。


本文編號：3017907