高速鋼含有大量W、Mo、Cr、V等元素,其與碳形成的合金碳化物進(jìn)步了鋼材性能。由于粉末高速鋼冶煉的獨(dú)特性,合金元素含量更高,尤其是高V、高Co鋼的應(yīng)用較為普遍。高速鋼中的W、Mo作用相似,與碳形成的合金碳化物通過溶解及析出強(qiáng)化,使高速鋼具有特殊的二次硬化效果,紅硬性大大進(jìn)步。
鋼中V是強(qiáng)的碳化物形成元素,VC細(xì)小彌散,進(jìn)步了鋼的耐磨性,隨著V含量的進(jìn)步,高速鋼(6542高速鋼)的抗磨粒磨損性能大幅提升;Co是固溶強(qiáng)化*強(qiáng)的合金元素之一,通過固溶基體強(qiáng)化來進(jìn)步高速鋼的硬度及熱硬性,改善了刀具切削性能,使刀具壽命大為進(jìn)步。圖1為幾種粉末高速鋼與典型高速鋼的性能特點(diǎn)對(duì)比。
通用鋼
鋼號(hào):W18Cr4V(W18)
硬度HRC:62-65
抗彎強(qiáng)度/GPa:3.0-3.4
沖擊韌性/(MJm²):0.18-0.32
600℃時(shí)的硬度HRC:48.5
特點(diǎn):強(qiáng)度較好,可磨性好,可用普通鋼玉砂輪磨削(SKH-9高速鋼),耐熱性中等,熱塑性差
主要用途:通用性強(qiáng),廣泛用于制造鉆頭、鉸刀、絲錐、銑刀、齒輪刀具及拉刀等。
雖然后續(xù)的熱作制過程,可將鋼錠的鑄造組織加以改變及細(xì)化,使不良影響減低,但是卻無法消除原先的鑄造組織,因而對(duì)物理及機(jī)械性能都有負(fù)面的影響。由于人們希望能通過高速鋼成份改善傳統(tǒng)高速鋼的質(zhì)量,特別是希望大直徑高速鋼碳化物顆粒尺寸能夠細(xì)小且分布均勻,巨觀的偏析產(chǎn)生,使得橫向及縱向的機(jī)械性質(zhì)沒有差別。因而在1965年于美國(guó)開始發(fā)展合金粉末制造過程,生產(chǎn)出了組織均勻無方向性的鋼種。發(fā)展至今,粉末冶金制造過程,已正式成為當(dāng)今制造高性能工具鋼的主要方法。