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高速工具鋼的鍛造和軋制裂紋
高速工具鋼(高速鋼)是萊氏體鋼。室溫下的顯微組織由索氏體共析混合物(aFe+碳化物)、Y晶體析出的二次碳化物和冷卻過(guò)程中較粗的一次碳化物(萊氏共晶磁化)組成。
當(dāng)高速工具鋼被加熱(約820℃)時(shí)，共析混合物變成奧氏體。隨著溫度繼續(xù)升高，二次碳化物逐漸溶解在奧氏體中。然而，由于含鎢、釩和鉻的碳化物的高熱穩(wěn)定性，它們僅在加熱溫度相當(dāng)高且保持時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)才會(huì)溶解。例如，當(dāng)水化合物在1050-1100℃時(shí)，含鎢的碳化物會(huì)急劇溶解。而一次碳化物在熱壓溫度范圍內(nèi)不溶于奧氏體。由于高速工具鋼在熱壓加工的濕度范圍內(nèi)有復(fù)雜的影響相，給熱壓加工帶來(lái)了以下困難:
(1)塑性低，高速工具鋼的塑性隨溫度急劇下降。軋制楔形試樣的實(shí)驗(yàn)表明，在1200℃時(shí)，w18Cr4v鑄造組織的塑性比低碳鋼低11%，在1000℃時(shí)低31.3%，在900℃時(shí)只有低碳鋼的一半。鍛造和粘結(jié)后，高速工具鋼的塑性將大大提高，但如果軋制溫度低于900℃或鍛造溫度低于800℃，將會(huì)發(fā)生拉伸裂紋。
(2)隨著溫度的降低，高速工具鋼的變形抗力急劇增加。例如，高速工具鋼的溫度極限在200℃時(shí)比15鋼高50%，在900℃時(shí)高145%。
(3)導(dǎo)熱系數(shù)低，低溫下高速工具鋼的導(dǎo)熱系數(shù)約為低碳鋼的1/3。因此，高速工具鋼在低溫區(qū)加熱時(shí)以及鍛造和軋制后的冷卻過(guò)程中應(yīng)特別小心。
(4)過(guò)烷烴。鑄態(tài)高速工具鋼組織極不均勻，存在含高碳高合金元素的低熔點(diǎn)共晶偏析區(qū)(尤其是含銳鈦礦時(shí))。稍高的加熱溫度可能會(huì)熔化隔離區(qū)并導(dǎo)致過(guò)度燃燒。
由于高速工具鋼具有上述工藝特點(diǎn)，在熱壓過(guò)程中容易產(chǎn)生表面或內(nèi)部裂紋。主要形式有冷卻裂紋、熱應(yīng)力斷裂、過(guò)度扭轉(zhuǎn)、鍛造、軋制裂紋、拉伸裂紋等。
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