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高速工具扁钢有哪些性能
工艺性能也是高速扁钢的重要指标。首先,要有良好的热塑性,以便充分破碎共晶碳化物和加工成形;其次,要有低的退火硬度,以便在生产过程中进行冷成形和切削加工。其他工艺性能如过热不敏感性,脱碳不敏感性,低的淬火变形性,在电阻焊和摩擦焊中与柄部碳钢结合的良好焊接性能等也很重要,尤其是磨削性,对于制造复杂刀具是极其重要的。
保证碳化物充分破碎、细化并均匀分布(见图),历来是高速钢生产工艺和提高质量的关键问题。为此,高速扁钢应采用低温浇铸工艺,选择良好锭型,并根据钢材规格选用足够大的压缩比。中国自1965年以来采用扁锭生产高速钢,其优点为显著加快钢锭凝固速度,从而改善了钢材的碳化物不均匀度和低倍组织。大尺寸钢材多采用电渣重熔钢锭。锻造开坯、轧制成材的工艺有利于提高质量。高速扁钢的热加工温度、变形量和退火制度,对钢材的热处理性能,尤其是对淬火后的晶粒度有明显的影响,须严加控制高速扁钢工中如终锻(轧)温度过高,变形量不足或已经过一次淬火,但未经充分退火又进行第二次淬火,会出现特殊闪光的萘状断口(见金属宏观检验),从而显著降低钢的韧性,使刀具脆崩。还采用快锻液压机开坯、精锻机成材的新工艺。
高速扁钢需通过特殊的热处理才能获得所需的性能。一般淬火温度均接近这种钢的熔化温度,例如高钨钢为1270~1290℃,钨钼钢为1210~1240℃,高钼钢为1180~1210℃,一般采用540~560℃回火三次,以得到二次硬化的超佳效果。对韧性和红硬性有不同要求时,可适当调整淬火温度。
粉末冶金高速扁钢可保证碳化物细小和均匀分布,对改善高碳高钒高速扁钢的磨削性、改进热加工性,减少淬火变形以及提供碳化物质量优异的大尺寸钢材确有独特优点;可以生产出合金含量更高和切削能力较大的高速钢。高速扁钢刀具的真空热处理获得广泛应用;刀具的氧氮化、碳氮氧共渗等表面化学热处理,也正在普遍采用,尤其是化学气相沉积法和物理气相沉积法的发展,可进一步提高刀具的使用寿命。
高速工具扁钢的淬火温度很高,接近熔点,其目的是使合金碳化物更多的溶入基体中,使钢具有更好的二次硬化能力。高速工具钢淬火高速工具扁钢,此为次硬化,但淬火温度越高,则回火后的强度和韧性越低。淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度回火硬度逐渐提高,至520~580℃范围内回火(化学成分不同,回火温度不同)出现第二次硬度高峰,并超过淬火硬度,此为二次硬化。这是高速工具钢的重要特性。
高速工具扁钢除了具有高的硬度、耐磨性、红硬性等使用性能外,还具有一定的热塑性、可磨削性等工艺性能。
钨系高速工具扁钢主要合金元素是钨,不含钼或含少量钼。其主要特性是过热敏感性小,脱碳敏感性小、热处理和热加工温度范围较宽,但碳化物颗粒粗大,分布均匀性差,影响钢的韧性和塑性。
钨钼系高速工具扁钢的主要合金元素扁钢是钨和钼。其主要特性是碳化物的颗粒度和分布均优于钨系高速工具钢,脱碳敏感性和过热敏感性低于钼系高速工具钢,使用性能和工艺性能均较好。
钼系高速工具扁钢的主要合金元素是钼,不含钨或含少量钨。其主要特性是碳化物颗粒细,分布均匀、韧性好,但脱碳敏感性和过热敏感性大、热加工和热处理范围窄。
什么是高温合金扁钢
高温合金扁钢是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金扁钢为单组织,在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。
基于上述性能特点,且高温合金扁钢的合金化程度较高,又被称为“超合金”,是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分,高温合金扁钢又分为铁基、镍基、钴基等高温高温合金扁钢基高温合金扁钢使用温度一般只能达到750~780℃,对于在更高温度下使用的耐热部件,则采用镍基和难熔金属为基的合金。 镍基高温合金扁钢在整个高温合金扁钢领域占有特殊重要的地位,它广泛地用来制造航空喷气发动机、高温合金扁钢燃气轮机超热端部件。
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