实验九高速钢模具钢的组织观察与检验.doc

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1、实验九高速钢、模具钢的组织观察与检验（验证性）一、实验目的及要求1.掌握高速钢的金相检验方法。2.掌握模具钢的金相检验方法。3.正确使用金相标准，对金相组织进行评级。二、实验原理（-）高速钢的金相组织高速丁具钢以能进行高速切削而得名。在高速切削时，车刀温度能达到500〜600°C,而碳素工具钢、合金工具钢刀具在250〜300°C时硬度将显著降低，失去切削能力。技术要求：有较高的驶度、耐磨性和红硬性；在高速切削时，忍部受热至600C左右，硬度仍未明显减低；制成的刀具在600°C加热4小时后冷却到室温，硬度仍能大于62HRC。成分特点：C、W、Cr、V、Mo、Co、

2、Al等，以提高热处理时的高淬透性和红硬性。常用牌号及分类：%1W系高速钢（如W18Cr4V）W系高速钢是使用用最早和使用较广的钢种。含W的质量分数在12%〜18%之间。W能强烈形成碳化物的元索，有强烈的细化晶粒的作用。该种钢淬火温度范围较广，不易过热，冋火过程中析岀的餌碳化物弥散分布于马氏体基体上，与锐的碳化物一起造成钢的二次驶化效应。但是该种钢的碳化物不均匀度较为严重，热槊性较差，不易热犁成型，同时钩含量较高，不经济。取而代Z的是W-Mo系高速钢。%1W-Mo系高速钢（如W6Mo5Cr4V2）Mo在钢屮的作用同W相似，能够提高钢的淬透性和红硬性，提高港的强度，

3、造成二次硬化，按照质量百分比计算脚。可代替2%WoM。能降低钢结晶时的包晶反M温度，锻造示碳化物不均匀度较好。但是钢的晶粒易于长大，过热敏感性高，故淬火加热温度范用较窄。%1高碳高饥高速钢（如W6MoCr4V3）V是造成高速钢红硬性的主要元素Z—，也是强碳化物形成元索。在提高V含崑的同时，必须相应提高C含量，以形成V的碳化物。由于VC具有较高的硬度和耐磨性，因此钢的可切削性能羌，只用于制造形状简单的刀具。%1Co高速钢（如W2Mo9Cr4VCo8）Co是非碳化物形成元索，能够提高钢的合金度及红驶性。该钢的硬度可达68〜70IIRC,被称为超硬高速钢。%1A1高速

4、钢（如W10Mo4Cr4V3Al）Al的加入改善了钢的脆性，并使刀具切削时不产生粘刀现象。该钢的缺点是脱碳倾向大，磨削性能茅。1、高速钢的组织特点1）铸态组织骨骼状莱氏体组织。2）退火组织退火状态组织为索氏体和碳化物。退火组织要进行脱碳层深度测定。经过锻轧际，共晶碳化物呈带状和变形的网状分布。组织评定用JB/T4290-1999《高速钢锻件技术条件》进行取样和评级。3）淬火组织和晶粒度淬火后的显微组织为马氏体、碳化物及体积分数在30%左右的残余奥氏体。马氏体成隐针状，侵蚀后呈白色。淬火晶粒度大小是检验热处理质量的重要标志。淬火欠热组织:加热温度不足，二次碳化物未

5、全部溶解，使得奥氏体合金化稈度不够，导致刀具的红硬性降低，晶粒度相当于11级。）。淬火正常组织:晶粒度相当于8、9、10级。淬火过热、过烧组织:晶粒较粗相当于7级，接近过热组织，同时在晶界处出现灰色共晶莱氏体及大块状黑色托氏体纽•织，典型的淬火过烧组织。加热温度较高，在晶界出现熔化状态,在随示的冷却过程屮转变为莱氏体。奥氏体晶粒在重复加热后特别粗大，敲断工件示断口呈蔡状断口。蔡状断口：高速钢重复加热淬火而不进行屮间退火后，奥氏体晶粒特别粗大，敲断后断口呈蔡状。金相纟R织特征是极粗大的晶粒，这种组织使刀具变脆，是不允许存在的缺陷。属于严重过烧组织：在晶界处出现网络

6、状共晶莱氏体，大块黑色为托氏体，部分黑色托氏体包围屮间的灰白色块状区是高温铁素体。4）回火组织冋火显微组织为冋火马氏体，碳化物和残留奥氏体。%1冋火程度：高速钢淬火示有大最残留奥氏体，需进行三次冋火。正常冋火示，侵蚀后应观察不到奥氏体晶粒。%1冋火过热组织：以晶粒边界碳化物的溶解程度和在冷却过程屮析出网状程度来确定过热组织。%1过烧：出现铸态黑色组织及共晶莱氏体。过热与过烧的区别是：过热组织主要出现次生莱氏体（呈细小骨骼状存在于晶界）。2、高速钢的金相检验1）原料共晶碳化物不均匀度按照GR/T9943-1988《高速T具钢棒技术条件》及GB/T14979-199

7、4《钢的共晶碳化物不均匀度评定法》进行。2）锻造后碳化物不均匀稈度3）晶粒度评定参照JB/T9730-1999《W6Mo5Cr4V2.W18Cr4V钢针阀金相检验_淬火后晶粒度第四级别图》4）过热程度5）回火程度的评定（二）模具钢的金相检验（主要指高碳高合金模具钢）按照模具钢的使用条件可以分为冷作模具钢、热作模具钢和槊料专用模具钢。常用的冷作模具钢有"12、Crl2MoV等，热作模具钢有3Cr2W8V等，册料专用模具钢主要以30Cr2Mo（P20）钢为代表。1)Crl2型钢冷作模具钢的技术要求为高硬度、高强度、良好的耐磨性。显微纽.织特点为热处理后要有一定量的剩

8、余碳化物，碳化物分布均匀