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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晶析出的二次碳化物和冷卻過程中的較粗的一次碳化物(萊氏體共晶磁化)組成。
當高速工具鋼被加熱(約820℃)時，共析混合物轉(zhuǎn)變?yōu)閵W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，它們只有在加熱溫度相當高并且保持時間足夠長時才會溶解。例如，當水化合物在1050-1100℃時，含鎢的碳化物會急劇溶解。而一次碳化物在熱壓溫度范圍內(nèi)不溶于奧氏體。由于在熱壓加工的濕度范圍內(nèi)，高速工具鋼中存在復(fù)雜的影響相，給熱壓加工帶來以下困難:
(1)塑性低，高速工具鋼的塑性隨溫度急劇下降。楔形試件軋制實驗表明，w18Cr4v鑄造組織的塑性在1200℃時比低碳鋼低11%，在1000℃時比低碳鋼低31.3%，在900℃時只有低碳鋼的一半。經(jīng)過鍛造和結(jié)合后，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℃，將發(fā)生拉伸開裂。
(2)隨著溫度的降低，高速工具鋼的抗變形能力急劇增加。例如，高速工具鋼在200℃時的溫度極限比15鋼高50%，在900℃時高145%。
(3)導熱系數(shù)低，高速工具鋼在低溫下的導熱系數(shù)約為低碳鋼的1/3。因此，高速工具鋼在低溫區(qū)加熱時以及鍛造和軋制后的冷卻過程中應(yīng)特別小心。
(4)過烷烴。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共晶偏析區(qū)(特別是含銳鈦礦時)。稍高的加熱溫度可能會熔化隔離區(qū)并導致過燒。
由于高速工具鋼具有上述工藝特點，在熱壓過程中容易產(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、過度扭轉(zhuǎn)、鍛造、軋制裂紋、拉伸裂紋等。
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