AISI M2钢中M2C共晶碳化物的形貌和性能.pdfVIP

22 现 代 冶 金 2013年第3期 AISIM2钢中M2C共晶碳化物的形貌和性能 (中国)XuefengZHOU 摘 要：在 AISIM 钢铸态组织中，主要类型的共晶碳化物是M：C，其形态对碳化物在最终产品中的尺寸和分布有 关键性的影响。在本研究中，用光学显微镜(OM)扫描电镜(SEM)能谱分析(EDS)透射电镜(TEM)x射线衍射 (XRD)和差热分析 (DTA)，对在不同冷却条件下形成的MC碳化物的形态和性能进行了研究，随冷却速度增加 ， M，C的形态从层状转变为棒状，凝固过程中2种类型的碳化物显示 出不同的生长特性，与层状碳化物相 比，棒状 M，C碳化物的稳定性较差，即使热形变后，在较高温度时分解很快 ，加速碳化物的分离和球化。这说明在铸锭中 M，C碳化物的形成促进在最终产品中碳化物的同质分布和细化，有益于改善高速钢的机械性能。 关键词：M，C；形态；冷却速度；分解 ；热稳定性；高速钢 的形成作用胜于M C。 1 前言 在高温时MC处于亚稳定状态，容易分解，很 高速钢广泛应用于切割工具，要求在高温时具 多研究者研究了层状 MC的分解过程，描述如下： 有高的硬度和耐磨性，其中AISIM 是最常用的一 M C+Fe(^y)一MC+MC，相反，有关棒状MC的特 种，具有极好的硬度与韧性的组合。 性和分解过程的报道至今很少，MC形态的变化对 高速钢的机械性能取决于碳化物的尺寸与分 最终产品显微组织和机械性能的影响也知之甚少。 布，与钢锭的铸态组织密切相关，特别是共晶碳化物 本工作的主要 目的是研究不同冷却条件下形成 的形态和性能。由液体分解生成的不同类型的共晶 MC性能的差异，再者，对层状和棒状 MC2者的 碳化物，这个过程可以表述为：液体一奥氏体+共晶 形态特点进行了详细检测并报道了可能的转变机 碳化物，包括MC，MC和 MC，对于M2钢，碳化物 理 类型主要为M，C。 2 试验过程 原先的研究表明MC的形态可分为2种类型 即层状和棒状，层状Mc在低的冷却速度或高V含 2．1 材料准备 量时形成，而棒状 M：c在高的冷却速度或V含量适 用于本研究的材料为AISIM12高速钢，化学成 中时形成，然而，MC形态转变的机理还不十分清 分见表 1，用 15 中频感应炉以非氧化工艺对钢进 楚 。Fredriksson研究了M，C形态与 V含量之 间的 行重 熔，用砂 型和金 属 型分 别 铸造 60mm × 关系，报道M：C形态的转变是由于共晶凝固前V偏 60rflm×150mm和30mm×30mm×150mm钢锭 ， 析的变化导致的，由Boccalini报道 ，V含量较低时 从钢锭三分之一处中心取样用于试验。 (如果报道属实，则将产生相反的结果)N促进 M：C 表 1 用于研究的AISIM12钢的化学成分，wt％ C S； Mn W Mo Cr V S P Fe 0．89 0．35 0．24 5．93 4．82 3．95 2．08 0．009 0．029 余 2．2 MC的形态和组织特性 了碳化物的形貌 ，相对于基体选择MC碳化物进行 用Murakami腐蚀液 (3gK3Fe(CN)6+10g 单独腐蚀，在 5mlHF+100mlH0：溶液中对试样 NaOH+100mlHO)腐蚀试样，以光学显微镜观