【摘 要】
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粉末高速钢是制造各种大型复杂刀具的首选材料之一。如何提升粉末工具钢的综合性能,探索其新方案、新工艺是工具行业技术进步的要求。目前,国内关于粉末高速钢的冷处理尚未见
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粉末高速钢是制造各种大型复杂刀具的首选材料之一。如何提升粉末工具钢的综合性能,探索其新方案、新工艺是工具行业技术进步的要求。目前,国内关于粉末高速钢的冷处理尚未见报道。本文研究了冷处理对S390粉末高速钢力学性能、显微组织的影响,并探索粉末高速钢冷处理的最佳的工艺参数和合理的工艺路线。试验首先采用综合物理测量系统的振动样品磁强计选件(PPMS-VSM)测试样品的磁性,利用磁性法分析冷处理过程发生的相变,为冷处理工艺参数和工艺路线的合理选择提供依据;然后通过硬度、抗弯和冲击实验,分析冷处理对S390粉末高速钢力学性能的影响;最后通过扫描、透射电镜等进行组织观察,分析冷处理对S390粉末高速钢显微组织的影响。通过磁性法分析冷处理过程的相变得出:随着冷处理温度降低,残余奥氏体逐渐转变为马氏体,马氏体转变终止点在123K(-150℃)左右,在冷处理过程中,有微细碳化物从马氏体中析出。通过力学性能测试可知,S390粉末高速钢淬火后进行一次冷处理可使硬度提高约2.6HRC。与传统三次回火相比较,三次回火前增加一次冷处理,最终钢的硬度提高2.0HRC。结合扫描电镜与透射电镜观察发现,粉末高速钢经过冷处理后马氏体组织细化,且在马氏体基体上沉淀析出微细碳化物,组织的细化和微细碳化物的析出使粉末高速钢在硬度升高的同时也保持着良好的韧性;综合比较分析,当S390粉末冶金高速钢追求高硬度时,较理想的工艺处理路线为:淬火+冷处理+两次回火;较佳的冷处理工艺参数为:冷处理温度-130～-150℃,保冷时间以钢件冷透为准,钢的硬度值可达69.3HRC。
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