M2高速鋼的高溫力學性能

  M2高速工具鋼誕生于1937年,由于性能優異、價格合適,至今仍是應用最多的高速鋼品種,常用(yong)于航空航天用(yong)高(gao)溫(wen)合(he)金、超高(gao)強(qiang)度鋼(gang)及不銹鋼(gang)等難加工材料的(de)加工。大量(liang)(liang)的(de)科研(yan)和生(sheng)產工作者對其生(sheng)產工藝的(de)優化以(yi)及質量(liang)(liang)性能的(de)提升仍在進行。本工作采用(yong)熱模擬(ni)方法(fa)進行高(gao)溫(wen)拉伸試驗,研(yan)究(jiu)M2高(gao)速(su)鋼(gang)的(de)高(gao)溫(wen)力學性能,為相關(guan)M2鋼(gang)的(de)生(sheng)產提供有意義的(de)參考。

  試(shi)(shi)驗(yan)用原材(cai)料取(qu)自(zi)工業生(sheng)產M2鋼圓棒(直(zhi)徑Φ12mm),試(shi)(shi)驗(yan)鋼的化學成(cheng)分(fen)見表1(質量(liang)分(fen)數)。將(jiang)原材(cai)料加工成(cheng)Φ10mm×120mm高溫(wen)拉(la)(la)伸試(shi)(shi)樣(yang)(yang),采(cai)用Gleeble-3800試(shi)(shi)驗(yan)機(ji)將(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)加熱到試(shi)(shi)驗(yan)溫(wen)度后(hou),進(jin)(jin)行(xing)高溫(wen)拉(la)(la)伸以及力學性(xing)能測試(shi)(shi)。試(shi)(shi)驗(yan)溫(wen)度為(wei)1000~1250℃,應變速率(lv)為(wei)5×10-3/s。對(dui)拉(la)(la)伸后(hou)的試(shi)(shi)樣(yang)(yang)采(cai)用德國LeicaMEF4M光學顯微(wei)鏡進(jin)(jin)行(xing)組織觀察。采(cai)用HitachiS-4300進(jin)(jin)行(xing)SEM觀察及碳化物EDS分(fen)析。

  試驗鋼的(de)化學成(cheng)分(質量(liang)分數,%)

  CSiMnPSCrMoWVFe 0.850.360.290.0210.0124.134.986.21.85余量

  試驗結果表明:

  (1)M2高速鋼的零塑性溫度為1220℃,零強度溫度為1250℃。
  (2)M2高速鋼良好的塑性區域為1150~950℃溫度范圍,此范圍內進入基體組織為奧氏體單相區的高溫區域,并動態再結晶,提供良好的塑性性能。
  (3)M2高速鋼的脆性區域為1175℃至熔點Ts溫度,該溫度范圍內產生低熔點共晶碳化物的熔解,顯著降低鋼的塑性和強度。
  (4)M2高速鋼在800℃附近存(cun)在一(yi)個低溫超塑性(xing)區(qu)域(yu)(yu),此區(qu)域(yu)(yu)為M2鋼α+γ兩(liang)相共存(cun)區(qu),在此區(qu)域(yu)(yu)實施熱加工對碳(tan)化物的(de)破碎(sui)和均(jun)勻性(xing)的(de)改善是值得深入關注的(de)方向。