真空热处理对超硬高速钢M2Al组织性能的影响摘要:M2Al是一种无钴超硬高速钢，真空加热促进异常晶粒长大。充入惰性气体施行真空加热可以提高加热速度，阻碍异常大晶粒的形成，提高M2Al钢的强韧性。影响M2Al钢强韧性的最主要因素不是混晶和奥氏体晶粒度的大小，而是钢中碳化物的形态和分布。为了发挥M2Al钢的超硬性，可以提高真空淬火温度，使其硬度达66HRC以上。关键词：M2Al钢真空热处理组织性能EffectofVacuumHeatTreatingonMicrostructureandPropertiesofM2AlSuperhardHighSpeedSteelZhouTihe(InstituteofMaterialsScienceandEngineering，BeijingUniversityofScienceandTechnology，Beijing100083)MaSujuan（BeijingResearchInstituteofPowerMetallurgy，Beijing100072）【Abstract】M2AlisaCobaltfreesuperhardhighspeedsteel．Vacuumheatingpromotesthegrowthofabnormalgrains．Butvacuumheatingwithinertgascanimprovetheheatingspeedandpreventformingabnormalhugegrains，sothestrengthandtoughnessofM2Alsteelisincreased．ThemostimportantfactorwhichaffectsthestrengthandtoughnessofM2Alsteelisneithermix-grainsnoraustenitegrain-size，butthemorphologyanddistributionofcarbideinthesteel．Superhardness（≥66HRC）canbeobtainedbyincreasingvacuumquenchingtemperature．Keywords：M2Alsteel，vacuumheattreating，microstructure，property1前言W6Mo5Cr4V2Al（M2Al）钢［1］是我国在七五期间研制的无钴超硬高速钢，它具有良好的磨削性能，但长期以来存在混晶问题。出现混晶时，材料的韧性、弯曲强度明显下降。多年来，人们对M2Al钢的研究都是在盐浴分级淬火条件下进行的，真空热处理对M2Al钢的组织、性能影响如何，这方面的报道较少。本文将探讨在真空油淬状态下热处理工艺对M2Al钢组织、性能的影响，并和盐浴分级淬火进行比较，为实际生产提供技术依据。2材料和试验方法2．1材料试验用材料是由某特殊钢厂提供的，其化学成分列于表1。将提供的32mm×32mm坯料锻成12mm×12mm方形棒材。由于M2Al钢在870℃退火比在920℃退火混晶还严重，将试样放入密闭容器中，填充碳粉和铸铁粉，在930℃球化退火。表1M2Al钢的化学成分(质量分数)w（％）CWMoCrVAl1．005．885．103．861．871．022．2试验方法淬火采用真空油淬和盐浴分级淬火。X1是850℃预热1050℃预热T真空油淬；X2是850℃预热1050℃预热T真空油淬，工件入炉后，抽真空至2.3Pa后，再充入6.1×104Pa压力的惰性气体；X3是850℃预热T盐浴600℃分级淬火（T取值1200℃、1210℃、1220℃、1230℃、1240℃、1245℃）。根据Al在高速钢中的作用，试样淬火后都采用560℃×4次回火［2］。试样的热处理工艺如表2所示。冲击试样尺寸为10mm×10mm×55mm，采用无缺口标准试样，使用MK-30型冲击试样机。弯曲试样尺寸5.0mm×5.0mm×55mm，跨距为24mm，试验采用30t液压抗弯材料试验机。每组采用5个试样取平均值。表2M2Al钢试样的热处理工艺序号热处理工艺序号热处理工艺序号热处理工艺A1A2A3B1B2B3X1＋1200℃X2＋1200℃X3＋1200℃X1＋1210℃X2＋1210℃X3＋1210℃C1C2C3D1D2D3X1＋1220℃X2＋1220℃X3＋1220℃X1＋1230℃X2＋1230℃X3＋1230℃E1E2E3F1F2F3X1＋1240℃X2＋1240℃X3＋1240℃X1＋1245℃X2＋1245℃X3＋1245℃3试验结果与分析M2Al钢经不同工艺热处理后的奥氏体晶粒度如表3所示。从表3可以看出，同一淬火温度，不同热处理方式，奥氏体晶粒度是不同的。总的来说，X3工艺的奥氏体晶粒最细，X2工艺的次之，X1工艺的晶粒最粗大，1200℃淬火，不论用哪一种热处理方法，奥氏体晶粒度都达到12级，没有出现混晶。这是因为在低温淬火时，A1起到了细化晶粒的作用［3］。1210℃以上淬火时，X1工艺开始出现混晶，随着淬火温度的升高，混晶越来越严重。X2工艺虽然也出现混晶，但是和X1工艺相比要轻的多，和X3工艺的晶粒度相当。图1是1220℃不同热处理工艺淬火的奥氏体晶粒度。图1a是X1处理工艺的晶粒度，混晶最严重，局部有粗大晶粒，平均晶粒度达到10.5级。图1b是特别选定的视场，X2处理工艺的晶粒度，只有个别粗大晶粒，平均晶粒度...
