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高速钢高温硬度行为的研究高速钢是一种常用的金属加工材料，因其高硬度、高耐磨性和良好的红硬性而备受青睐。
高速钢的高温硬度行为是评估其性能的重要方面，以下是研究高速钢高温硬度行为的几个关键方面：1. 热处理：高速钢的热处理是提高其硬度和红硬性的关键过程。
通过适当的热处理，可以改变高速钢的微观结构和组织，从而提高其硬度和耐热性。
研究不同热处理条件对高速钢硬度的影响，有助于优化热处理工艺，提高高速钢的性能。
2. 温度对硬度的影响：随着温度的升高，高速钢的硬度会发生变化。
研究不同温度下高速钢的硬度行为，有助于了解其在高温下的性能表现。
例如，在500℃和600℃时，W18Cr4V高速钢的硬度分别保持在HRC63～64和HRC62～63。
3. 合金元素的影响：高速钢中的合金元素对其高温硬度行为具有重要影响。
例如，钨、钼、钴等元素可以提高高速钢的硬度和耐热性。
研究不同合金元素对高速钢高温硬度的影响，有助于优化合金成分，提高高速钢的性能。
4. 表面处理：表面处理是提高高速钢高温硬度行为的重要手段。
通过表面涂层、渗碳、渗氮等处理方法，可以增加高速钢表面的硬度和耐热性，从而提高其高温硬度行为。
研究不同表面处理方法对高速钢高温硬度的影响，有助于开发新型表面处理技术，提高高速钢的性能。
5. 加工硬化：加工硬化是影响高速钢高温硬度行为的另一个重要因素。
在高温下，高速钢的表面会发生加工硬化，导致硬度增加。
研究加工硬化对高速钢高温硬度的影响，有助于优化加工工艺，提高高速钢的性能。
总之，研究高速钢高温硬度行为的关键在于优化热处理工艺、合金成分、表面处理和加工工艺等方面。
通过深入了解高速钢的高温硬度行为，可以为提高其性能提供理论依据和实践指导。
**高速钢制备和热处理工艺的研究现状及发展趋势**随着工业化和现代化进程的不断推进，高速钢作为一种耐磨、高强度的金属材料，在机械制造、汽车制造、航空航天等领域发挥着重要作用。
然而，高速钢的制备和热处理工艺至关重要，直接影响着材料的性能和使用寿命。
本文将从制备工艺和热处理工艺两个方面，探讨高速钢的研究现状和发展趋势。
**一、高速钢制备工艺**高速钢的制备工艺一直是材料科学研究的热点之一。
目前，主要有粉末冶金法、真空熔炼法和传统冶金法等几种制备工艺。
其中，粉末冶金法因其能够精确控制合金成分、均匀分布合金元素和优异的成形性能而备受关注。
其制备过程大致包括粉末混合、压制成型和烧结等步骤。
然而，粉末冶金法在提高材料密度、提高热稳定性和改善材料性能等方面仍存在一定挑战，需要进一步研究和改进。
近年来，纳米技术和表面工程技术的发展也为高速钢的制备提供了新思路。
通过控制纳米结构和表面处理，可以进一步改善高速钢的硬度、耐磨性和抗疲劳性能。
在未来的研究中，可将纳米技术和表面工程技术与高速钢的制备相结合，以期取得更好的性能提升。
**二、高速钢热处理工艺**高速钢的热处理工艺对其组织和性能有着重要影响。
热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等多个环节，每个环节都需要精确控制温度、时间和冷却速度等参数。
目前，传统的高速钢热处理工艺已经十分成熟，但在提高高速钢的耐磨性、高温硬度和抗疲劳性能方面仍有待突破。
近年来，激光表面处理、等离子氮化等新型热处理技术的出现为高速钢的热处理提供了新选择。
这些新技术不仅可以提高高速钢的表面硬度和耐磨性，还可以有效抑制变形和提高工件质量。
未来的热处理工艺研究将着重于新技术的应用和改进，以期实现高速钢材料性能的进一步提升。
**三、发展趋势**在未来的研究中，高速钢的制备和热处理工艺将继续向精细化、智能化方向发展。
随着人工智能、大数据和云计算等新技术的应用，高速钢制备和热处理工艺将实现智能化控制，从而更好地保证材料的品质和稳定性。
热处理工艺优化高速钢材料的刃口硬度和寿命热处理工艺是提高高速钢材料刃口硬度和寿命的关键技术之一。
通过适当的热处理工艺可以优化高速钢材料的组织结构，提高刃口硬度和寿命。
高速钢是一种具有高硬度、耐磨性和热稳定性的金属材料，广泛应用于切削工具、冲压模具等领域。
热处理是高速钢材料制备过程中的重要环节，可以通过控制材料在高温条件下的组织转变，改善其力学性能和抗磨性能。
首先，在热处理工艺中，合理的加热和保温温度对于高速钢材料的刃口硬度和寿命具有重要影响。
高速钢的加热温度通常在1250℃左右，保温时间要根据材料的厚度与规格进行合理控制。
较高的加热和保温温度可以使高速钢材料中的粗晶相溶解并再结晶，使钢材的晶粒细化，进一步提高硬度和耐磨性。
其次，快速冷却是热处理工艺中的关键步骤之一。
快速冷却可以使高速钢材料中的奥氏体相变为马氏体相，并产生大量细小、均匀的碳化物。
这些细小的碳化物能够阻碍位错的运动，提高高速钢材料的硬度，并且能够增强材料的耐磨性。
快速冷却可以通过淬火或油淬等方式实现，具体冷却速率需要根据高速钢材料的成分和应用要求进行合理选择。
另外，适当的回火处理也能够优化高速钢材料的刃口硬度和寿命。
回火是指在高速钢材料的快速冷却之后进行适当加热和恒温保持的工艺步骤。
回火温度和时间的选择要根据材料的成分和应用要求进行合理调整。
合理的回火处理可以降低材料的内应力，减少材料的脆性和裂纹倾向，提高高速钢材料的韧性和耐久性。
此外，化学成分的选择也是优化高速钢材料刃口硬度和寿命的关键因素之一。
高速钢的化学成分应包含适量的碳、钼、钴等元素。
碳的含量控制在0.7%-1.4%之间，能够提高高速钢材料的硬度和耐磨性。
钼的含量应在4%-12%之间，可以显著提高高速钢材料的硬度和热稳定性。
钴的添加可以提高材料的抗热软化性和耐高温性能。
综上所述，通过适当的热处理工艺可以优化高速钢材料的刃口硬度和寿命。
合理的加热和保温温度、快速冷却和适当的回火处理能够改善高速钢材料的组织结构，提高材料的硬度和耐磨性。
高钒高速钢的研究现状早在1861年，Mushet 首次冶炼了含有2.15%C、1.04%Si、0.58%Mn、0.40%Cr、5.44%W 的钢，由于这种钢在空气中即能淬火，所以Mushet 将此钢称为“自硬钢”。
这就是高速钢的前身，从上世纪三十年代末期，一直到五十年代，高速钢的硬度范围，始终在HRC62-66之间，有时还低于这个硬度范围。
钒首次加入高速钢中，是在1903年左右，当时是把钒当作一种净化剂以消除夹杂物和减少在钢中残留的含气量，因为钒具有强的脱氧能力。
钒作为重要元素加入高速钢中是在1928年，当时为提高切削性能，人们调整高速钢的成分，发现了钒含量在1%以上时，可以提高耐磨性能，于是形成了近代仍广泛应用的18-4-1型含钒高速钢（W18Cr4V）。
当时已认识到增加钒量的同时，必须增加碳含量，由于钒和碳必须成比例地提高，所以形成了高碳高钒高速钢。
可以说，高钒高速钢是基于刀具选材发展起来的，其钒元素含量大都在5%以下。
高钒高速钢用于生产轧辊是一次应用上的创新，与生产刀具相比，其成分也进行了进一步的调整，主要有以下几个方面：(1)有较高的Ｃ和Ｖ含量，钒含量一般提高到3-8%。
其目的是为得到MC 型碳化物，有效地提高轧辊的耐磨性和使用安全性。
(2)有较高Cr含量，增加Cr含量，使轧辊中含有一定数量的M7C3型碳化物，对改善辊面的抗粗糙性，降低轧制力是有益的。
(3)离心铸造高速钢轧辊中含有5%以下的Nb，以降低高速钢中合金元素密度差(主要用于平衡钨、钒形成的MC型碳化物与铁的密度差)过大引起的偏析。
(4)Co 提高高速钢的红硬性，应用于热轧机上的高速钢轧辊，加入Co可明显提高耐磨性，热轧高速钢轧辊中一般加入10%以下的Co。
在高钒高速钢应用于轧辊取得成功的背景下，河南省耐磨材料工程技术研究中心通过调整成分（将钒含量提高到10%左右，去掉钨、降低铬含量），首次将高钒高速钢成功地应用于粉磨行业，取得显著成效。
一种超高钒高速钢及其制备方法
超高钒高速钢是一种具有优异耐磨性、高硬度和高温稳定性的钢材，通常用于制作切削工具等高强度耐磨零件。
其制备方法可以通过以下步骤进行：
1. 原料准备：选择高纯度的铁、碳、钒等原料，并按照一定的比例准备好。
2. 原料混合：将所选原料按照配方的要求进行混合，确保各元素的均匀分布。
3. 熔炼：将混合好的原料放入电炉或电弧炉中进行熔炼，通过高温加热使其融化，并控制合金元素的配比和温度，以确保合金化反应的进行。
4. 精炼：熔炼后的合金可能含有一些杂质，因此需要进行精炼处理。
可以通过氧气吹炼、真空处理等方法去除杂质，提高合金的纯度。
5. 浇铸：将精炼后的钢液倒入预先准备好的铸模中，使其冷却凝固成型。
6. 固溶处理：将冷却凝固的钢坯进行固溶处理，即加热到一定温度并保持一段时间，以使钢内的合金元素均匀分布。
7. 热处理：对固溶处理后的钢进行热处理，如淬火和回火等，以使钢的组织均匀细密，并提高其硬度和耐磨性。
8. 表面处理：对热处理后的钢进行表面处理，如抛光、酸洗等，以提高其表面光洁度和防腐性。
9. 检测和调整：对制成的超高钒高速钢进行品质检测，如金相显微镜观察、硬度测试等，如有需要可进行微调。
以上是一种常见的超高钒高速钢制备方法，具体生产工艺中还会根据应用要求和合金配方进行调整。
高碳高钒高速钢的高温硬度及热处理的研究王金国1，周宏1，苏源德1，连建设1，大成桂作2（1.吉林工业大学铸造教研室长春130025；2.日本九州大学）摘要：研究了高碳高钒高速钢的淬火、回火热处理及高温硬度。
结果表明，其峰值硬度温度较常规高速钢低150!250C左右，随碳量增加，峰值硬度温度降低，相同碳量、钒量增加，峰值硬度温度升高。
回火后的硬度变化和常规高速钢呈相同的趋势，二次硬化温度约在550C，但二次硬化的峰值硬度差较小，在二次硬化温度二次回火，二次硬化作用消失。
随碳量、钒量增加，高温硬度增加。
根据轧辊辊面硬度要求，高碳高钒高速钢的淬火温度为950!1100C，回火温度为530!550C，一次回火即可。
关键词：高速钢；热处理；高温硬度中图分类号：TG142.45文献标识码：A文章编号：0254-6051（2000）03-0022-03Research on h eat T reat m ent and h ot h ardness of h i g h S p eed S teelC ont ai ni n g h i g h C arbon and h i g h vanadi u mW ANG Ji n-g uo1，Z~OU~on g1，SU Yuan-de1，L I AN Jian-she1，OG I k eisaku2（1.Ji n li n U n ivers it y o f t echno lo gy，Chan g chun130025，Ch ian；2.k y ushu U n ivers it y，Ja p an）Abstract：th is p a p er deals w it h t he C uench i n g，t he te m p eri n g and t he ho t hardness o f t he h i g h s p eed stee l（~S S）contai n i n g h i g h carbon and h i g h vanad i u m.the results show t hat t he te m p erature at wh ich t he p eak hardness o f t he stee l a pp ears is about150!250C low er t han t hat o f conventional~S S，and t he te m p erature o f p eak hardness decreases w it h t he carbon content i ncreas i n g，and at t he sa m e car-bon content t he te m p erature o f p eak hardness i ncreases w it h t he vanad i u m content i ncreas i n g.the~ardness variation after te m p eri n g has t he sa m e trend w it h t he conventional~S S.the second harden i n g te m p erature is about550C，but t he variation o f second harden i n g p eak hardness is s m aller.W hen t he second te m p eri n g occurs at t he second harden i n g te m p erature，t he eff ects o f t he second harden i n g d isa pp ear.the ho t hardness i ncreases w it h crabon and vanad i u m content i ncreas i n g.A ccord i n g to t he re C uire m ent o f hardness on ro ller surf ace，t he C uench i n g te m p erature o f~S S contai n i n g h i g h carbon and h i g h vanad i u mis950!1100C，and t he te m p eri n g te m p erature is530!550C，te m p eri n g treat m ent one ti m e can m eet t he re C uire m ent.K e y words：h i g h s p eed stee l；heat treat m ent；ho t hardness1前言目前以高碳的高速钢代替高铬铸铁制造型材轧辊是主要的发展方向之一。
在高碳的高速钢中增加钒的含量使合金中同时形成M2C型碳化物和更硬、更细的M C碳化物，再加上M o、W和V的强化作用，可使轧辊的寿命比高铬铸铁高几倍［1，2］，引起了人们的极大关注。
但因此高速钢含大量的合金元素，加之碳高，结晶相多，组织复杂，热处理过程明显不同于碳钢，关于高碳、高钒高速钢的热处理尚未见报导，根据高碳、高钒高速钢的化学成分制定合理的热处理工艺还非常困难。
因此，本研究通过对不同碳、钒含量的高速钢合金进行淬火和回火试验，确定与化学成分相适应的热处理工艺，测定其高温硬度，为高碳、高钒高速钢的应用提供参考依据。
2试验方法试样化学成分见表1。
采用砂型铸造成型，清理后用线切割机加工成20mm>40mm>2 0mm试样，进行空淬试验后，再用线切割机将每块试样分别切成20mm>40mm> 40mm，测定硬度和X光衍射后进行回火试验，再测定硬度和X光衍射后，再进行二次回火试验。
高温硬度在~V S-作者简介：王金国（1964—），男，吉林长春市人，副教授，硕士，主要从事铸造过程数值模拟、计算机在铸造中的应用、铸造合金及熔炼等教学与科研工作。
发表论文篇，“汽车用铸造工艺CAD”曾获1995年吉林省科技进步二等奖。
联系电话：（0431）5704577基金项目：吉林省重点科技项目，吉林省计委资助。
收稿日期：1999-07-13500硬度机上进行。
3试验结果分析3.1淬火处理不同成分的高碳、高钒高速钢淬火后的硬度及残留奥氏体量如表2所示。
由表2可见：（1）随着淬火温度的升高，无论哪一成分的钢，硬度都逐渐升高，达到某一温度时，硬度出现峰值，成分不同时出现峰值的温度和峰值硬度不同。
这是因为淬火后的硬度值除了与钢的组织有关外，还由马氏体中饱和的碳和合金元素的量及未转变的残留奥氏体所决定。
淬火温度低时，奥氏体中溶解的碳量和合金元素的量较少，转变后马氏体中饱和的碳和合金元素量也较少，故硬度相对较低；但达到一定的淬火温度后，温度再升高时，这时奥氏体中溶解的碳和合金元素量过多，使得奥氏体的稳定性增加，在淬火冷却过程中来不及转变成马氏体，使组织中的残留奥氏体增多，导致硬度下降。
因此，只有在某一温度下马氏体中饱和的碳量、合金元素含量达到一定程度，残留奥氏体也达到一定程度，方能获得硬度的峰值。
（2）钒量不变时，随碳量增加，淬火硬度峰值温度向低温方向变化；3.5V量时碳量增加，峰值硬度逐渐降低；6.0V量时碳量增加，峰值硬度在2.3C时出现最高值。
温度一定时，淬火硬度取决于奥氏体中溶解的碳和合金元素，而奥氏体中溶解碳和合金元素的多少受合金碳化物的溶解所制约［3］，碳化物的分解及扩散的难易程度是其主要因素。
研究的钢中共有M C、M2C、M7C33种碳化物。
各类型碳化物的形态如图1所示。
含钒多的M C碳化物为面心立方间隙相，其熔点22《金属热处理》2000年第3期表1试样化学成分质量分数!（%）Table1Che m ical com p ositions of sa m p les钢种C S i M n P S V C r M O W 1.3C-6V 1.310.350.410.0210.010 5.94 4.93 4.98 5.181.8C-6V 1.780.470.520.0200.009 5.98 4.98 5.07 5.032.3C-6V 2.320.390.380.0190.010 6.01 5.03 4.95 5.213.0C-6V 2.940.320.510.0180.011 6.054.925.10 4.97 1.3C-3.5V 1.290.360.430.0160.008 3.59 4.97 5.02 5.151.8C-3.5V 1.810.480.510.0140.010 3.48 5.09 4.94 5.092.3C-3.5V 2.270.460.470.0170.009 3.53 5.12 5.174.993.0C-3.5V 2.960.430.350.0190.010 3.564.955.06 5.03表2高速钢的经不同温度淬火后的硬度及残留奥氏体量Table2H i g h s p eed steels I uenchi n g hardness and centent of retai ned austenite 化学成分类别指标900C950C1000C1050C1100C1.3C-3.5V-5-5-5HVA R（%）8028419371087818741241.8C-3.5V-5-5-5HVA R（%）823286759311086935728642.3C-3.5V-HVA R（%）8134891157763563446505803.0C-3.5V-HVA R（%）75910891208434061551486891.3C-6V-HVA R（%）6487293842587617767211.8C-6V-HVA R（%）74857554896887313862292.3C-6V-HVA R（%）833289659551575127670473.0C-6V-HVA R（%）791890210878257954164880和溶解的温度都很高，奥氏体化温度在1100C以上时方开始溶解［4］，碳量较低时，钒量增加，钒优先和碳结合，组织中M C 的比例增加，因此，相同温度时固溶到奥氏体中碳和合金元素则较少，淬火后的硬度也不高；碳量高、钒量低时，M C量相对较少，热处理时在较低的温度下，就可固溶足够多的碳和合金元素到奥氏体中，因此在较低温度下就可获得较高的硬度；碳量高、钒量也高时，尽管形成M C要占一定的碳，但多余的碳也使奥氏体中固溶的碳量增加，因此在较低的温度下也能获得较高的硬度。
