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高速钢淬火的冷却方法

 我的图书73号 2014-04-30

当分级淬火保温温度超过650度时会使间断切削工具的切削寿命下降,这是由于分级温度过高,分级停留过程中碳化物沿晶界析出,降低了钢的韧性。因此对间断切削的工具,分级淬火温度以不超过650度为好。对连续切削的工具 ,由于切削时承受很小的冲击,对韧性要求不高,因此提高分级淬火温度虽然增加了碳化物析出量,但对工具的切削寿命影响不显著。


您说的“长时间的等温会否导致Mf下降至室温以下”,我想应该是您笔误将“Ms”点写成“Mf”点了吧。

理论上会的,这在西北工业大学出版的《热处理原理》96页上就有叙述:“若在马氏体转变前奥氏体已预先部分地转变为贝氏体,将会使Ms点降低。这是因为贝氏体优先在奥氏体的贫碳区形成,而剩余的奥氏体则相对属于富碳区,结果表现为Ms点下降。实际生产中高速钢的等温淬火工艺正是上述原理的具体应用。高速钢奥氏体化后在下贝氏体区等温,随着等温时间的延长,在贝氏体数量上上不断增加的同时,Ms点亦不断下降,相应地使残余奥氏体量不断增多。生产中为了适当控制残余奥氏体量而不不致使刃具硬度过低,等温时间一般采用2h左右,等温淬火后再采取增加一次回火的措施来来消除残余奥氏体”。这里还提供了一张表,其中显示,W18Cr4V的高速钢在260度等温4小时以上后Ms点降到0度以下,马氏体含量为0,而其组织主要为贝氏体和残奥,还有少量碳化物。

 


“高速钢淬火冷却过程中随着等温时间的增加,Ms点是会有变化的。以W18为例,未等温时Ms点是210℃,等温1小时后是160℃,等温2小时后是>0,等温3小时后是<0。
组织和硬度也是有变化的,等温3小时后,贝氏体为50%,马氏体为0,奥氏体为45%,C化物为5%。硬度大约在58HRc左右。”

您这是参考《热处理手册》上的吧,不过我我个人觉得您这段话并不能证明你们两位的对错,因为你们的出发点不一样:您是为了防止淬裂和提高韧性,而MikeXu是为了提高塑性便于校直。因为出发点不一样,应用热处理理论的部分就有所区别,您主要用到您引用的这部分原理,而MikeXu则用到了“马氏体相变在Ms-Md温度范围内,延伸率有明显提高”(相变诱发塑性)的理论,而且他说的另一句话“在280度等温时间不超过一小时,还未产生马氏体和贝氏体转变,组织基本为奥氏体组织”,我相信您抛开你们争论的话题去单独理解应该也不会有太大异议(我个人并不是完全认同,觉得还是会有少量转变的,不过不会有太多,他的意思我可以近似认为和我的观点一样),奥氏体的塑性是很大的,校直起来也是很容易的。马氏体相变诱发塑性的理论平时应用的比较少,所以从理论应用上看,他这种工艺方法也比较新颖,我很佩服。


我最后想说的是,我的观点是,您们两位都是做高速钢的,工艺上有交集,能取长补短就好了,说不定对以后的工作有好处。
您应该学习他们利用超塑性校直的先进工艺,而他也要改变“高速钢等温淬火不是为了获得贝氏体而提高韧性有效防止开裂,而只是为了超塑性好校直”的片面理解。

 

油冷工件表面增碳是否和采用什么炉子类型加热有关系?


高速钢在真空中高温加热后表面处于活化状态,浸入油中会出现瞬间增碳现象,表面形成5-50um的白亮层,其中存在大量残奥,降低工具的使用寿命(还好我们客户回去还要磨,我们就是直接油冷的),先气淬就不会增碳了,再油冷我不敢肯定,但是有一个原因应该是油温比较恒定相对冷N2(温度太低,产生应力较大)来说对变形控制能好一些吧。

真空炉淬油会出现,其他的炉型我不太清楚,盐浴炉加热出来表面是否活化,您知道么?

 

拉刀的三种冷却:油冷后热校直;短时间等温后热校直;长时间等温后冷校直;



奥氏体稳定化和马氏体相变塑性

以下三条是Mikexu在124楼的回复:
----1)280度等温(时间少于1小时),此时并没有产生马氏体或贝氏体相变,组织基本上是奥氏体组织。在随后的校直就比较容易,而且在校直过程中会产生马氏体相变(出现超塑性),因而校直更简单。

----2)在280度长时间等温后,虽然会产生贝氏体转变,但因贝氏体的转变而使残余奥氏体陈化,因而此时等温后仍有大量的残余奥氏体,此大量的残余奥氏体当然是有利于校直。但相对于上述1)方法要差一点。  同时因贝氏体的产生会降低其耐磨性能。

----3)有些情况为了降低裂纹的风险,不得不降低耐磨性能,而采用完全贝氏体等温淬火法(如锯条铣刀),以得到全贝氏体组。

从我引用4张图片中的资料可以看出(我还有一些资料没有电子版,也不能扫描),他所应用的方法完全符合理论,而我只是把他用到的理论进行了详细的解释。其实我是有点较真了,理论而已,完全没必要的,可是我看到您把残余奥氏体稳定化和马氏体相变塑性混到一块,就忍不住说了。


我引用的这点证明不了我们谁对谁错,因为理论只有实践后才能被检验。这样吧,前辈我们既然都讨论的有来有回了,如果您有时间的话能给我解释一下下面几个疑问:
“方法一:利用过冷奥氏体的马氏体相变超塑性,可校正量很大。
高温烫手,操作不便,有危险;趁热校正,时间紧迫;冷到室温有反弹或新变形;每次回火均产生新变形。”里为什么冷到室温有反弹和每次回火都产生新变形?
“方法二:利用残余奥氏体的马氏体相变超塑性,可校正量比方法一略小一点,但通常足够。
室温操作,方便可靠;无须趁热,时间充裕;没有冷却后变形;后续回火,形状稳定性极佳。”里“残余奥氏体的马氏体相变塑性”在室温下就可以发生相变塑性,难道高速钢只等温几十分钟后的Ms点就比室温低?
“如果仅仅是为了“马氏体相变引发塑性”,何必等温那1小时呢?280℃均温就好了嘛,等温1小时岂不是脱裤子放屁。”等温小于1小时和280度均温得到的组织是否一样?



如果我们能把这些问题搞清楚,不论最终我们谁对谁错,对我们都有好处的,您可以进一步改进工艺了,我不是专业搞高速钢的,不过对我以后也是一种铺垫。

 

 


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