超硬高速钢M2Si的热处理工艺

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超硬高速钢 M2Si 的热处理工艺
饶晓晓1
，朱小清2
，张红霞1
，罗 成1
( 1. 湖北汽车工业学院 材料工程系， 湖北 十堰 442002; 2. 东风汽车公司 刃量具厂， 湖北 十堰 442023)
摘要: 对 M2Si 超硬高速钢进行了热处理工艺试验， 通过硬度测试和显微组织观察分析了淬火温度对晶粒度 基体硬度和红硬性的
影响 结果表明， 提高淬火温度以增加溶入奥氏体中的碳化物的含量可有效提高钢的红硬性， 但随着淬火温度进-步提高， 碳化物
大量溶解使奥氏体晶粒长大， 对钢的其它性能产生不利影响， 故 M2Si 钢适宜的淬火温度为1180 ～ 1210 ℃
关键词: M2Si 超硬高速钢; 淬火; 碳化物; 晶粒度; 红硬性
中图分类号: TG156 文献标志码: A 文章编号: 0254-6051( 2011) 07- 0058- 03
Heat treatment technology of M2Si superhard high speed steel
RAO Xiao- xiao
1
，ZHU Xiao- qing
2
，ZHANG Hong- xia
1
，LUO Cheng
1
( 1. Department of Materials Engineering，Hubei University of Automotive Technology Institute，Shiyan Hubei 442002，China;
2. Cutting and Measuring Tools Factory，Dongfeng Motor Company Limited，Shiyan Hubei 442023，China)
Abstract: The heat treatment technology test of M2Si superhard high speed steel was done. The effects of quenching temperature on grain
size，matrix hardness and red hardness were analyzed by hardness test and microstructure observation. The results show that the red hardness
can be effectively improved by increasing quenching temperature to promote carbide to dissolve into austenite. But a great number of carbide
dissolving into austenite makes the grain size of austenite increase，and deteriorates the other mechanical properties of the M2Si steel with
further increase in quenching temperature. So suitable quenching temperature of the M2Si steel is 1180- 1210 ℃.
Key words: M2Si superhard high speed steel; quenching; carbide; grain size; red hardness
收稿日期: 2011-01-23
作者简介: 饶晓晓( 1974 ) ， 女， 湖北黄岗人， 讲师， 硕士， 主要从事钢铁
材料的热加工工艺及表面技术的研究 E- mail: raoxiaoxiao00###126. com
高速钢问世至今 100 多年， 该钢因其独特的化
学成分及高硬度 高强度以及高红硬性， 能使切削速
度得到大幅度提高， 促进了机械制造业的快速发展
目前， 在新型高速钢的开发中， 焦点仍然是解决硬度
( 包括红硬性) 与脆性之间的矛盾 通用高速钢 M2
的韧性较好， 但硬度偏低; 在 M2 ( W6Mo5Cr4V2 ) 钢
中加入5Co 可以提高硬度， 成为高硬高速钢 M35，
但价格较昂贵; 提高 M2 钢的碳含量也能提高硬度，
欧洲常用高碳 M2 钢作为超硬高速钢， 相当于我国
CM2 钢， 价格便宜， 但韧性差 为进-步提高硬度，
发展了超硬高速钢 M42， 硬度可以达到 67 HRC 以
上 但因该钢含有 9Mo 和 8Co， 价格昂贵， 我国
缺 Co， 故用 Al 代替 Co， 即在 M2 钢的基础上加入 Al
并提高 C 成为超硬高速钢 M2Al M2Al 钢价格便
宜， 但工艺性能差， 热处理时极易脱碳及出现混晶，
使脆性增加 为此又以 Si 代 Co 发展了-种新的超
硬高速钢 M2Si
［1- 2］， 其商业名称为 M2R42， 意即能代
替 M42 的 M2［2］ 该钢种是基于硅有以下两方面的
作用而设计的: 硅在钼系及钨钼系高速钢中能促
使凝固时形成的对性能有害的盘片状 M2 C 在再次加
热时分解为 M6 C 及 MC; 细化回火析出的碳化物，
促进二次硬化 本文将对 M2Si 超硬高速钢的热处
理工艺进行研究， 以优化其热处理工艺
1 试验材料及方法
1. 1 试验材料
M2Si 钢的主要成分与 M2 钢相同， 但提高了碳及
硅含量， 设计成分［2］及本文试验钢主要化学成分见表
1 试样尺寸为 40 mm × 20 mm
表1 M2Si 钢的化学成分( 质量分数，
Table 1 Chemical composition of M2Si steel ( wt
C W Mo Cr V Si Fe
设计成分 1. 0 ～
1. 1
5. 50 ～
6. 75
4. 50 ～
5. 50
3. 80 ～
4. 40
1. 75 ～
2. 20
0. 8 ～
1. 2
余量
M2Si 试验钢 1. 03 5. 81 4. 71 4. 10 1. 88 1. 01 余量
1. 2 试验工艺
1) 盐浴淬火: -次预热( 450 ℃ × 10 min) 二次
预热( 880 ℃ × 10 min) 淬火加热( 5 min) -次冷
却( 600 ℃ × 5 min) 二次冷却( 280 ℃ × 5 min) 空
冷 清洗 其淬火温度分别为 1180 1195 1210 1225
和1240 ℃， 加热时间均为5 min