粉末冶金高速钢及热加工工艺

> 粉末冶金高速钢属高碳高合金钢，其碳含量为0.7%~1.5%，它一方面保证能与W、Cr、V等形成足够数量的碳化物，另一方面保证有一定数量的碳溶于奥氏体中，以保证马氏体的高硬度。在退火状态下，W、Mo以M6C碳化物形式存在，这类碳化物在淬火加热时较难溶解，仅有一部分(Fe, W) 6C碳化物溶于奥氏体中，淬火后，W, M。存在于马氏体中，在随后的回火时，形成W2C或Mo2C弥散分布，造成二次硬化。一部分未溶的碳化物能起阻止奥氏体晶粒长大、细化晶粒及提高耐磨性的作用。V形成的碳化物非常稳定，硬度极高，且颗粒细小，分布均匀，大大提高硬度和耐磨性。
粉末冶金高速钢属莱氏体钢，铸态组织中有大量的粗大共晶碳化物。共晶碳化物常以带状、网状和偏析存在于钢中，将导致:
①大大降低材料的力学性能，特别是韧性:
②使局部熔点降低，增大了过热倾向;
③加热和冷却时组织变化前后不一致，使模具变形，开裂倾向增大;
④易引起磨削裂纹。这些碳化物只能靠锻打来击碎，并使其均匀分布。
因此粉末冶金高速钢的锻打具有成形和改善碳化物的两重作用，是重要的加工工序。高速钢的塑性、导热性较差，锻后必须缓冷，以免开裂。如停锻后应立即置于灰箱或砂箱中缓慢冷却，更好是冷到500-600℃时立即装入炉内退火。
粉末冶金高速钢锻后进行球化退火，以便于机加工，并为淬火作组织准备。球化退火后的组织为索氏体基体和在其中均匀分布的细小粒状碳化物。高速钢的导热性很差，淬火温度又高，所以淬火加热时，必须进行二次预热。粉末冶金高速钢中含有大量W、Mo、Cr、V的难溶碳化物，它们只有在1200℃以上才能大量的溶于奥氏体中，以保证淬火、回火后获得很高的热硬性。高速钢淬火、回火后的组织为回火马氏体、细粒状碳化物及少量残余奥氏体。
近年来，粉末冶金高速钢的等温淬火获得了广泛的应用。等温淬火后的组织为下贝氏体、残余奥氏体和剩余碳化物。等温淬火可减少变形和提高韧性。适用于形状复杂、韧性和强度要求高的模具。