电渣重熔M2高速钢共晶碳化物控制研究-论文.pdf

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1、第35卷第5期上海金属Vo1．35，No．52013年9月SHANGHAIMETALSSeptember。201323电渣重熔M2高速钢共晶碳化物控制研究初伟谢尘吴晓春(上海大学材料科学与工程学院，上海200072)【摘要】采用普通电渣重熔工艺和新型抽锭式电渣重熔工艺制备M2高速钢，研究了熔池深度与局部凝固时间等参数对高速钢铸锭共晶碳化物形貌和类型的影响。结果表明，电渣重熔工艺不改变碳化物类型，两种工艺制备的M2铸锭都存在MC、MC、MC三种类型的碳化物。抽锭式电渣重熔工艺通过有效控制电渣锭直径(D=120mm

2、)、熔速(11mm／min)及熔池深度(h=50ram)，减少局部凝固时间，促进平直层片状共晶碳化物转变为离异棒状、粒状碳化物，碳化物平均晶粒尺寸小于5Om。加快冷却速度会降低组织中共晶碳化物的质量分数，同时也会降低共晶碳化物中强碳化物形成元素如W、Mo、V的含量，使更多碳化物及合金溶于基体中。【关键词】高速钢电渣重熔共晶碳化物形貌局部凝固时间RESEARCHoNCoNTRoLLINGEUTECTICCARBIDESINM2HIGHSPEEDSTEELoFESRPRoCESSChuWeiXieChenWuXia

3、ochun(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)【Abstract】EffectsofmetalpooldepthandlocalsolidificationtimeonthemorphologyandmicrostructureofM2highspeedsteel(HSS)madebythenewpumpingESRtechnologyandatraditionalESRprocesswe

4、reinvestigated．TheresultsshowedthatthetypeofcarbidecouldnotbechangedbydifferentprocessesandM6C、MC、M2CcarbideswereexistedinboththeESRprocesses．Morphologyofeutecticcarbideschangedfromplate·-liketypetorod-shippedandthesizeofeutecticcarbidesunder50mcouldbeobtain

5、edbytherightcombineofingotdiameter(D=120mm)，meltingrate(11mm／min)anddepthofmetalpool(h：50mm)usingthenewpumpingESRtechnology．WiththeincreasingofcoolingratetheconcentrationofeutecticcarbidesandstrongcarbideformingelementsofW，MoandVineutecticcarbidesdecreasedwh

6、ichwouldbedissolvedinmatrix．【KeyWords】HighSpeedSteel，ESR，EutecticCarbides，Morphology，LocalSolidificationTime高速钢由于高硬度、良好的耐磨性及红硬性锻造过程中不容易破碎，组织中大块角状碳化物被广泛应用于制造切削刀具。其主要合金元素易导致应力集中，降低韧性，大块碳化物中有大量W、Mo、Cr和V等都是强碳化物形成元素，大量共合金元素，降低基体组织中合金元素含量，造成回晶碳化物的存在是高速钢组织的主要特征，碳化火

7、二次硬化效应减弱，材料韧性、硬度下降珥』。物的形态、类型、数量、尺寸是影响其硬度、耐磨电渣重熔集精炼、凝固于一体，可以提高金属性、韧性等性能的关键因素¨。层片状碳化物在纯净度，控制凝固质量。熔池深度、熔化速度与局作者简介：初伟，男，Email：weichu—shu@163．COB通信作者：吴晓春，男，教授，Email：XOWH@staff．shu．edu．ca上海金属第35卷部凝固时间是电渣重熔高速钢凝固质量控制的主径的影响，一般熔池深度不大于铸锭半径，本实验要障碍J，熔池深度对结晶方向和凝固速度有重电渣重熔工

8、艺参数的选取根据电渣重熔过程中熔要影响，在电渣重熔时熔池深度要小而平浅J。池深度日、铸锭直径D和熔速参数拟合得到的局部凝固时间代表合金在固液相区的停留时间，二元非线性方程，方程如式(1)所示。合金凝固时间越短，显微组织越好。提高电渣重H=0．08D+0．03D(1)熔高速钢的冷却速率，减少凝固时间是改善共晶式中的单位取mm／min，试验用结晶器直碳化物形态及分布的有效途径J。本研究的目