M2高速钢中碳化物形成和转变

> M2高速钢在1100℃×4h、1150℃×2h和1200℃×30min的热处理中M2C碳化物完全分解，M2-0.8Si高速钢中的M2C碳化物分解完成的几种热处理工艺是1100℃×2h、1150℃×1h和1200℃×15min。硅的添加促进了相同热处理条件下钢中共晶碳化物M2C的分解，主要原因是增加分解产物的形核率。所述热处理条件下，硅的添加更利于碳化物的细化，M2-0.8Si钢中分解形成的颗粒状和条/“花生”状碳化物均比M2钢中的碳化物尺寸小。在1200℃以上的高温热处理过程中，共晶碳化物发生分解后形成的细小碳化物会发生聚集粗化，硅对高温处理过程中碳化物的粗化没有发现抑制作用。在1225℃保温15min时，M2和M2-0.8Si高速钢中的共晶碳化物分解，产物的尺寸分别约为0.63μm和0.65μm，比1200℃保温15min的碳化物颗粒大，和1200℃保温1h的相近。当保温时间超过30min，分解后的碳化物明显粗化，出现块状或角状碳化物，尺寸超过2μm。高速钢 粉末高速钢在1250℃的保温过程中，碳化物的粗化也很明显，成为块状或角状碳化物，尺寸可达7μm及以上，并出现一些由于局部重熔而形成新的MC共晶碳化物。

总体而言，在1225℃以下进行热处理时，含硅高速钢中的分解产物尺寸并不比M2高速钢中分解产物的尺寸大。合适的分解温度应低于或等于1200℃。经锻造破碎后，M2-0.8Si高速钢锻坯中的碳化物比M2高速钢中的碳化物更加细小均匀，而M2-1.6Si和M2-2.4Si高速钢锻坯中由于“鱼骨”状共晶碳化物的破碎不完全仍有“鱼骨”状碳化物存在。M2-0.8Si高速钢锻前1165℃加热保温2.5h的锻坯获得较好的综合性能，其硬度为66.7HRC，抗弯强度达到3250MPa。经轧制后棒材中碳化物进一步破碎，但在硅含量为1.6%和2.4%的高速钢棒材中仍存在一些块状的碳化物，对性能不利。M2-0.8Si高速钢锻前1165℃加热保温2.5h经轧制的棒材的力学性能优于其它实验条件下的棒材，其获得较高综合性能的*佳热处理条件为：1180℃淬火540℃回火，其抗弯强度可达4183MPa，硬度为65.5HRC。片层状M2C碳化物的“相变细化”使得高速钢在锻造及轧制加工后棒材中的碳化物颗粒尺寸较小，而没发生相变的“鱼骨”状碳化物仅发生“机械碎化”，在后续加工中由于破碎不完全仍可能保留下来而对性能不利。可通过添加适量硅促进“相变细化”的程度，加之“机械碎化”来改善高速钢变形加工后产品中碳化物的分布和尺寸的减小。因此可实现对于变形量较小的大尺寸产品化合物的细化，降低生产加工成本，具有重要的应用价值。