【正确答案】高速钢中的碳在0.75/%~1.5/%,碳在淬火加热时可以溶入基体相中,提高了基体中碳的浓度,这样既可提高钢的淬透性,又可获得高碳马氏体,进而提高了硬度;高速钢中的碳还可以与合金元素W、Mo、Cr、V等形成合金碳化物,以提高硬度、耐磨性和红硬性。高速钢中碳含量必须与合金元素含量相匹配,过高或过低都对其性能有不利影响。
W和Mo是造成高速钢红硬性的主要合金元素。在18-4-1高速钢中,退火状态时,W以M6C形式存在。在淬火加热时,一部分M6C碳化物溶入奥氏体,淬火后存在于马氏体中,W原子与C原子结合力较强,能提高回火马氏体的分解温度;W的原子半径大,增加Fe原子的自扩散激活能,因而使高速钢中的马氏体加热到600~625℃附近时还比较稳定。在回火过程中,有一部分以W2C的形式弥散析出,引起二次硬化;在淬火加热时未溶解的M6C碳化物能阻止高温下奥氏体晶粒长大。由此可见,W量的增加可提高钢的红硬性并减小过热敏感性,但W的含量过高,钢中碳化物的不均匀性增加,降低钢的导热率。为此通常用Mo代替部分W或适当增加V的含量。Mo在高速钢中的作用与W相似,二者红硬性相近。
V在高速钢中的作用是能显著提高钢的红硬性、硬度和耐磨性,同时V还能细化晶粒,降低钢的过热敏感性。例如在18-4-1钢中,V大都存在于M6C化合物中,当V含量大于2/%时,可形成vC。M6C中的V在加热时部分溶于奥氏体,淬火后存在于马氏体中,增加了马氏体的回火稳定性,从而提高了钢的红硬性,在回火时以细小的VC析出,产生弥散硬化。VC的硬度较高,能提高钢的耐磨性,但给磨削加工造成困难。Cr主要也存在于M6C中,使M6C的稳定性下降,同时一部分Cr还形成Cr23C6,它的稳定性更低,所以淬火加热时,几乎全部溶于奥氏体中,从而增加钢的淬透性。此外Cr还能使高速钢在切削过程中的抗氧化作用增强,利用Cr氧化膜的致密性防止粘刀,降低磨损。
热处理特点:高温淬火+多次回火。
性能特点:具有高的硬度、耐磨性及红硬性。
【答案解析】