高速钢回火组织及性能的研究

高速钢热处理简介
高速钢是一种重要的金属材料，在机械制造和汽车制造领域有广泛的应用。

高速钢的
制造和加工过程复杂，其中热处理是一个重要的环节，可以影响到高速钢的性能和使用寿命。

本文主要介绍高速钢的热处理过程及其影响因素。

高速钢热处理包括加热、保温、淬火和回火四个过程。

其中，加热和保温是为了让高
速钢达到合适的热处理温度，并保持一定的时间以使钢材中的组织均匀；淬火是通过快速
冷却来使高速钢的组织改变，提高硬度和耐磨性；回火则是使淬火后的高速钢组织恢复稳定，减少残留应力和脆性，并提高高速钢的韧性和强度。

热处理的温度和时间是影响高速钢性能的主要因素。

预置的热处理温度和保温时间可
以使高速钢材料达到适当的组织状态，而淬火和回火温度和时间则可以使材料达到最终的
机械性能要求。

通常情况下，高速钢的淬火温度为800-1200℃，淬火介质可以是水、油、空气等。

回火温度一般在150-600℃之间，回火时一般使用平缓的加热曲线，以避免产生
变形和裂纹。

此外，高速钢的组织结构也会对热处理后的性能产生影响。

高速钢的组织结构由奥氏
体和碳化物组成，其中碳化物是钼、钨、钒等元素与碳元素相结合形成的。

组织结构的不
同会导致高速钢的硬度、耐磨性和韧性不同。

通常情况下，高速钢的组织结构应该尽可能
的均匀并避免出现过多的碳化物晶间，这样可以保证高速钢的最终性能。

总之，高速钢热处理是一个复杂而重要的加工过程，会对材料的性能产生重要的影响。

在实际应用中，需要根据不同的材料和工艺要求进行具体的热处理设计，以保证高速钢的
性能和寿命。

钢铁热处理讲座-钢之回火-钢铁热处理讲座,钢之回火,一、钢之回火性的操作將淬火的鋼，在A1溫度以下之適當溫度加熱後冷卻，以提高鋼之稱為回火(tempering)。

钢在任何情形下都不能单在淬火的状态下使用。

因为淬过火的钢会有残留应力产生，放置一段时后会龟裂，或使用中常会发生剥裂或变形。

必须施以回火后再使用，回火应在淬火后尽快进行处理。

要求高硬度的钢起以上回火。

180~200?的回火幾乎不影響硬度且可增加性。

码也须要在100?加热至回火温度后的冷却一般以急冷为佳，以水冷或油冷冷却之。

回火時不得不注意的是回火脆性，回火是為了使淬火鋼提高性而作的，若是變脆便違反了回火的目的。

二、回火时伴生之组织变化淬火钢之组织为麻田散体及少量残留沃斯田体，在常温是不安定组织，高硬度的麻田散体及残留沃斯田体会随着回火温度的上升逐渐分解而析出碳化物而渐渐趋于安定的平衡状态。

图1所示为将共析碳钢淬火后，回火时随着温度的上升，钢在升温过程中膨胀收缩的情形以长度的变化予以表示者，即退火或正常化状态的共析钢为波来体组织(A点)，升温后经B?C的Ac1变态点而达淬火温度之D点(沃斯田体)。

将此沃斯田体淬火于水中时会以过冷沃斯田体的状态冷却至250?附近的Ms点，然后拉上来再予以油冷时便会变态成麻田散体同时体积膨胀而达到H点，H点就是淬火的状态。

将这个状态置于回火炉加热，使温度连续上升，则固溶有过饱和碳之麻田散体便逐渐分解，而顺次产生析出而趋于平衡组织。

其间由于组织的变化体积改变而产生收缩、膨胀、收缩等现象。

由图1所示，回火过程中根据其相的变化可分为3个阶段，即一般所谓的三阶段。

回火第1阶段为80~160?之收缩，麻田散体由正方晶逐渐变化成为接近立方晶的状态，其间析出与雪明碳体不同结晶构造之中间阶段的Fe2-2.5C的碳化物(六方晶)，一般称为ε碳化物(opsilon carbide)。

这阶段的麻田散体仍固 - 115 - 溶有0.2~0.3%之碳。

45钢回火后的组织
抛光回火是指将金属材料暴露在220℃到310℃之间的临界温度范围，然后迅速冷却，以形成硬化膜并把它准备好去除抛光和回火作用。

45钢通常在此类回火下表现出出色的性能和坚硬的外观，特别是其耐
磨性和强度。

由于45钢的合金结构中含有大量的马氏体，因此抛光回火后，它
的马氏体会变得稳定，而且马氏体的分布和大小也会发生变化。

随着
回火处理的深入，马氏体的尺寸可能会随之减小，导致45钢变得更加
坚硬。

此外，在45钢抛光回火后，它的组织发生了一些改变，从组织上看，45钢具有均匀的马氏体结构，由于抛光回火后的45钢组织中产生
了大量的析出物，因此45钢组织中含有较多的析出物，这些析出物是
由于回火处理后45钢中形成的少量铁素体析出而成的。

总之，45钢抛光回火后，它的组织结构是均匀的，由大量的马氏
体组成，其中还有一少量的析出物，这些析出物是回火处理后形成的，因此45钢经过抛光回火后会变得更加坚硬，并在实际应用中表现出优
异的性能和坚硬的外观。

45钢回火后的组织回火是一种热处理方法，常用于改善钢材的组织和性能。

45钢是一种碳素结构钢，具有较高的韧性和耐磨性。

在回火过程中，45钢的组织会发生变化，这对于钢材的应用和性能至关重要。

回火过程通常发生在调质后的钢材中，以调整其硬度和提高其韧性。

在45钢的回火过程中，通常会进行两个主要步骤：加热和冷却。

加热是将钢材加热到一定温度，以使其达到适合进行组织变化的温度范围。

冷却是在加热后，以一定速度使钢材冷却到室温。

回火后的45钢的组织主要取决于加热和冷却的条件，以及回火温度的选择。

一般来说，回火温度越高，钢材的硬度越低，韧性越高。

同时，回火过程中的冷却速度也会对组织产生影响。

快速冷却会使钢材保持较高的硬度，而慢速冷却则会使钢材具有更好的韧性。

回火后的45钢的组织主要包括珠光体和铁素体。

珠光体是由铁素体和碳化物相组成的结构，其形成取决于回火时的温度和时间。

在适当的回火温度和时间下，珠光体可以得到均匀分布，从而提高钢材的韧性和塑性。

珠光体的形成还可以减少钢材内部的残余应力，改善钢材的综合性能。

除了珠光体，回火后的45钢中还可能存在一些残留的马氏体。

马氏体是一种硬脆的组织，在回火过程中可能形成不完全的马氏体转变，从而影响钢材的性能。

因此，在回火过程中，适当的温度和时间选择至关重要，以避免马氏体的残留。

总的来说，回火后的45钢的组织取决于回火温度、时间和冷却速度等因素。

适当的回火处理可以显著改善钢材的韧性和塑性，提高其抗冲击能力和耐磨性。

这对于各种机械零件、工具和设备的制造具有重要意义，同时也可以提高工件的寿命和可靠性。

总结起来，回火是一种重要的热处理方法，适用于改善钢材的组织和性能。

45钢作为一种常用的碳素结构钢，在回火后的组织主要由珠光体和铁素体组成。

适当的回火处理可以提高钢材的韧性和塑性，改善其综合性能，广泛应用于各种机械零件和设备的制造中。

高速钢回火时二次硬化的原因高速钢是一种含有多种合金元素的特殊钢材，具有优异的切削性能和热稳定性。

然而，高速钢具有需要在高温下工作的特性，这使得高温稳定性成为一个重要的特性。

高温稳定性不仅取决于高速钢的材料成分和热处理方法，还与高温下的第二相析出有关。

高速钢回火时的二次硬化主要是由于高温下合金元素的重新析出。

在高温下，合金元素随着时间的推移会重新从溶液中析出形成固相。

这种固相是由于原来的固相在高温下经历的应力释放和组元重分布的结果。

这种二次硬化现象会导致高速钢的硬度和强度的再次增加。

那么为什么高温下的高速钢会发生第二相析出呢？主要原因可以归结为以下几点：1.合金元素的浓度：高速钢中的合金元素，如钴、钼、钨等，其浓度的变化会影响第二相析出的形成。

通常情况下，合金元素的高浓度会促进第二相析出的形成。

2.温度和时间：高速钢在回火处理时，温度和时间的选择也会对二次硬化产生影响。

较高的温度和较长的时间会增加第二相析出的数量和尺寸，导致较大的硬度增加。

3.晶格结构：高速钢的晶格结构对第二相析出的形成也有影响。

一些合金元素会在晶格中形成偏聚区，从而使得晶格中原子的扩散速率增加，促进第二相析出的形成。

4.固溶度：高温下合金元素的固溶度通常较大，然而，在回火过程中，固溶度会发生改变。

合金元素的固溶度降低会导致原本溶解在固溶体中的元素重新析出形成第二相。

总的来说，高速钢回火时二次硬化的原因主要与高温下的合金元素的再析出有关。

这种再析出是由于高温下材料的应力释放和组元重分布的结果。

高速钢回火时的二次硬化现象对材料的硬度和强度有明显的影响，因此，在高速钢的热处理过程中，需要合理地控制回火温度和时间，以避免过度的二次硬化。

这样才能保证高速钢的性能和稳定性。

喷射成形和粉末冶金工艺对高速钢 2030组织性能的影响摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，对钢结构的应用也越来越广泛。

利用金相显微镜、SHT4305－Ｗ电液伺服万能试验机、M－200磨损试验机等对喷射成形、粉末冶金2种工艺生产的同规格同位置高速钢2030的退火组织、回火组织、非金属夹杂物、淬回火硬度和摩擦磨损性能进行了研究。

结果表明，喷射成形工艺生产的2030，其组织与粉末冶金工艺生产的2030差距明显，但其耐磨性能好于粉末钢2030，对其耐磨性能提高的机理进行了阐释。

关键词：喷射成形；高速钢；组织；硬度；摩擦磨损引言高速钢的生产目前大多采用常规铸造或电渣重熔的方法，再经过大变形量锻造或轧制以及复杂的热处理来改善钢中碳化物的尺寸与分布。

但常规铸造或电渣重熔的冷却速度较慢，易导致偏析和碳化物粗大等问题，难以生产高品质高合金高速钢。

ASP30高速钢是一种钻合金化粉末冶金高速钢，高达8.5%的含钻量对红硬性、硬度、抗回火性以及弹性模量有着显著的影响，因其综合性能优良，目前广泛应用于高端工具和模具。

该产品目前只能采用粉末冶金工艺生产。

1高速钢简介高速钢以其高硬度、高耐磨性、高红硬性、高切削韧性等优良特性，被广泛应用于冷热工模具、切削工具以及其他耐高温、高耐磨切削材料和结构零件领域。

与传统生产方法相比，粉末冶金高速钢不仅消除或减小了熔铸法制备高速钢材料中碳化物偏析和晶粒异常长大的缺陷，而且可以制备材料综合性能优异。

本文为了解决粉末冶金高速钢制备工艺繁琐、塑性加工困难、碳化物粗大、性能较低等不足，采用数值模拟、粉末包套热挤压、后续热处理的技术路线，制备了M32粉末冶金高速钢棒料。

采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、粒度分析仪（PAS）、光学金相显微镜（OM）、分析天平、万能试验机等仪器设备对实验所用的水雾化M32高速钢粉末、挤压态及热处理态试样进行了系统测试、分析与表征。

2试样材料与试验方法试验用2030棒材（30MM）经粉末冶金工艺加锻造轧制生产，以下简称“2030”。

简析⾼速钢与粉末⾼速钢简析⾼速钢与粉末⾼速钢⼀、⾼速钢⾼速钢⼜名风钢或锋钢，意思是淬⽕时即使在空⽓中冷却也能硬化，并且很锋利。

它是⼀种成分复杂的合⾦钢，含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。

合⾦元素总量达10～25%左右。

它在⾼速切削产⽣⾼热情况下(约500℃)仍能保持⾼的硬度，HRC能在60以上。

这就是⾼速钢最主要的特性——红硬性。

⽽碳素⼯具钢经淬⽕和低温回⽕后，在室温下虽有很⾼的硬度，但当温度⾼于200℃时，硬度便急剧下降，在500℃硬度已降到与退⽕状态相似的程度，完全丧失了切削⾦属的能⼒，这就限制了碳素⼯具钢制作切削⼯具⽤。

⽽⾼速钢由于红硬性好，弥补了碳素⼯具钢的致命缺点，可以⽤来制造切削⼯具。

热处理⼯艺：⾼速钢的热处理⼯艺较为复杂，必须经过退⽕、淬⽕、回⽕等⼀系列过程。

退⽕的⽬的是消除应⼒，降低硬度，使显微组织均匀，便于淬⽕。

退⽕温度⼀般为860～880℃。

淬⽕时由于它的导热性差⼀般分两阶段进⾏。

先在800～850℃预热(以免引起⼤的热应⼒)，然后迅速加热到淬⽕温度1190～1290℃（不同牌号实际使⽤时温度有区别），后油冷或空冷或充⽓体冷却。

⼯⼚均采⽤盐炉加热，现真空炉使⽤也相当⼴泛。

淬⽕后因内部组织还保留⼀部分(约30%)残余奥⽒体没有转变成马⽒体，影响了⾼速钢的性能。

为使残余奥⽒体转变，进⼀步提⾼硬度和耐磨性，⼀般要进⾏2～3次回⽕，回⽕温度560℃，每次保温1⼩时。

⼆、粉末⾼速钢粉末冶⾦⾼速钢，简称粉末⾼速钢,或PM ⾼速钢。

采⽤粉末冶⾦⽅法（雾化粉末在热态下进⾏等静压处理）制得致密的钢坯，再经锻、轧等热变形⽽得到的⾼速钢型材,简称粉末⾼速钢。

粉末⾼速钢组织均匀,晶粒细⼩,消除了熔铸⾼速钢难以避免的偏析,因⽽⽐相同成分的熔铸⾼速钢具有更⾼的韧性和耐磨性，同时还具有热处理变形⼩、锻轧性能和磨削性能良好等优点。

粉末⾼速钢中的碳化物含量⼤⼤超过熔铸⾼速钢的允许范围，使硬度提⾼到HRC67以上，从⽽使耐磨性能得到进⼀步提⾼。

高速钢热处理工艺曲线简介高速钢是一种具有较高硬度、耐磨性和耐热性的金属材料，广泛应用于切削工具、模具以及汽车零部件等领域。

而高速钢的性能与其热处理工艺密切相关。

本文将详细介绍高速钢的热处理工艺曲线，包括退火、淬火和回火三个主要步骤。

退火工艺曲线退火是高速钢热处理的第一步，目的是消除内部应力、改善组织均匀性，并提高可加工性。

退火过程中，高速钢通常需要先预热到适当温度，然后保持一段时间，最后缓慢冷却至室温。

退火工艺曲线可以分为三个阶段：预热、保温和冷却。

预热阶段通常在500-600℃进行，持续时间取决于材料厚度和尺寸。

保温阶段是为了使材料内部温度均匀，一般持续时间为1-2小时。

冷却阶段则需要缓慢降温，常用的方法是将材料放置在炉中，让其自然冷却至室温。

淬火工艺曲线淬火是高速钢热处理的关键步骤，通过迅速冷却使材料产生高硬度和耐磨性。

淬火工艺曲线可以分为加热、保温、冷却三个阶段。

加热阶段需要将高速钢加热至临界温度，以使其达到奥氏体化的状态。

临界温度一般在800-1000℃之间，具体取决于高速钢的成分和合金元素。

保温阶段通常持续时间较短，大约几分钟到十几分钟不等。

保温时间过长会导致晶粒长大，降低材料的硬度。

冷却阶段是淬火的关键步骤，需要迅速将高速钢从高温状态冷却至室温。

常用的淬火方法有水淬、油淬和气体淬等。

水淬具有最快的冷却速度，能够获得最高硬度，但容易产生内部应力和变形。

油淬则比水淬略慢一些，适用于一些尺寸较大的高速钢。

气体淬则冷却速度最慢，产生的内部应力和变形最小。

回火工艺曲线回火是为了消除淬火过程中产生的内部应力和脆性，并提高高速钢的韧性和塑性。

回火工艺曲线可分为加热、保温和冷却三个阶段。

加热阶段需要将淬火后的高速钢加热至适当温度，通常在200-600℃之间。

保温阶段持续时间较长，可以从几分钟到几小时不等。

保温温度和时间的选择需要根据具体材料的要求来确定。

冷却阶段是回火过程中最后一个步骤，需要将高速钢缓慢冷却至室温。

高温回火后得到的组织
高温回火是一种热处理工艺，通过将金属材料加热到高温后，再冷却到适当的温度，使其得到一种特殊的组织结构。

高温回火后得到的组织通常具有以下特点：
1. 高韧性：高温回火后的组织中，晶粒通常比较粗大，同时晶界处也会出现一些弯曲的小晶粒。

这种组织结构具有较高的韧性和冲击韧性，能够有效地抵抗外部冲击和振动。

2. 高耐磨性：高温回火后的组织中，晶粒的大小和形状都比较均匀，这种均匀性能够提高材料的耐磨性和抗疲劳性。

3. 高强度：高温回火后的组织中，晶粒的大小和形状会受到加热和冷却过程的控制，从而得到较高的强度和硬度。

4. 优良的加工性能：高温回火后的组织中，由于晶粒的大小和形状比较均匀，所以这种材料具有较好的加工性能，能够方便地进行加工和切削。

总之，高温回火是一种非常重要的热处理工艺，它能够为金属材料赋予优良的组织结构和性能，提高其耐磨性、强度和加工性能。

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