高性能熔炼高速钢

高性能熔炼高速钢1高碳高速钢

在W18Cr4V基础上。增加0.2%含碳量，形成95W18Cr4V。根据化学平衡碳理论，可在淬火加热时增加高速钢奥氏体中的含碳量，加强回火时的弥散硬化作用，从而提高了常温和高温硬度。与W18Cr4V相比，95W18Cr4V的耐磨性和刀具耐用度都有所提高，刃磨性能相当。这个钢种的切削性能虽不及高钴、高钒高速钢，但价格便宜，切削刃可以磨得很锋利，故有应用价值。同样，还有100W6Mo5Cr4V2(CM2)高碳高速钢。

高性能熔炼高速钢2高钴高速钢

在高速钢中加钴，可以促进回火时从马氏体中析出钨、钼碳化物，提高弥散硬化效果，并提高热稳定性，故能提高常温、高温硬度及耐磨性。增加含钴量还可改善钢的导热性，降低刀具、工件间的摩擦系数。M42是美国这方面的代表性钢种，其综合性能甚为优越。瑞典的HSP-15也是这一类的钢种，但其含钒量为3%，刃磨加工性不如M42。钴含量高、价格昂贵，不适合中国国情。我国研制成功的低钴含硅高速钢Co5Si，性能优越，价格低于M42和HSP-15，但Co5Si含钒量亦达3%，刃磨加工性亦较差，故不宜用其制造刃形复杂的刀具。

高性能熔炼高速钢3高钒高速钢

高钒高速钢(如B201、B211、B212)的钒含量为3%～5%，同时加大碳含量，形成VC与V4C3，使高速钢得到高的硬度和耐磨性。高钒高速钢的耐热性也好，但高钒高速钢的刃磨加工性差，导热性也不好，冲击韧性较低，故不宜用于复杂刀具。在高钒高速钢中也可加入适当的钴，成为高钒含钴高速钢。我国研制的高钒含氮高速钢V3N，价格便宜，切削性能也好，唯刃磨较难。后来又研制出低钴含氮高速钢Co3N(W12Mo3Cr4VCo3N)，切削性能很好，刃磨性能亦佳，但价格高于V3N。

高性能熔炼高速钢4含铝高速钢

我国研制出无钴、价廉的含铝高性能高速钢501。其中铝含量约为1%。铝能提高钨、钼在钢中的溶解度，而产生固溶强化，由于铝化合物在钢中能起“钉扎”作用，故钢的常温、高温硬度和耐磨性均得以提高，强度和韧性也都比较高，切削性能与M42相当。501的钒含量为2%，刃磨性能稍逊于M42。5F6也是含铝1%的高性能高速钢，B201、B211、B212中也含铝。含铝高速钢是中国的一个独创。501在国内得到广泛应用，在国外也得到应用；其他含铝高速钢的应用不如501广泛。

在切削难加工材料时，应当合理选用不同牌号的高性能高速钢。切削常见的难加工材料，如高强度钢、奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金等，上述各种高性能高速钢都可以选用，选用时主要应考虑高速钢的机械性能和刃磨性能：在粗加工或断续切削条件下，应选用抗弯强度与冲击韧性较高的高性能高速钢；在精加工时，对高速钢的抗弯强度与冲击韧性的要水较低，这时主要考虑其耐磨性；工艺系统刚性差时，选用高速钢的牌号与粗加工时相同；工艺系统刚性好时，选用高速钢的牌号与精加工相同；刃型复杂的刀具，应选用刃磨性能较好的低钒高钴或低钒含铝高速钢；刃型简单的刀具，可选用刃磨性能差的高钒高速钢。2100433B

高速钢材料发明于19世纪末，一般用熔炼方法制成。普通高速钢的典型牌号是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。在加工效率和加工质量要求日益提高的现代切削加工中，它们的性能已嫌不足。在20世纪后期，逐步出现了许多高性能高速钢。高性能高速钢是在普通高速钢基础上，通过调整基本化学成分并添加其他合金元素，使其常温和高温机械性能得到显著提高。

高性能低成本高速钢专利目的

《高性能低成本高速钢》所要解决的技术问题是提供了一种高性能低成本高速钢，不仅要进一步降低稀缺元素的含量，从而使钢材成本大幅减少；而且其性能达到通用高速钢M2水平，尤其在高转速、大进刀量条件下使用时性能优于M2钢。

高性能低成本高速钢技术方案

《高性能低成本高速钢》所采用的技术方案是，该高速钢的各种元素含量为：0.8-1.2Wt％C，1.7-3.0Wt％Si，0.3-1.0Wt％RE，3.5-5.0Wt％Cr，1.0-3.0Wt％Mo，2.5-4.5Wt％W，0.8-1.6Wt％V，0.1-0.5Wt％Mn，杂质元素P和S含量分别小于0.03Wt％，其余为Fe。

上述合金元素中的C、W、Cr、Mo、V在高速钢中的作用已为公知。该发明中Si作为主要合金元素并高含量地加入，其主要作用机理在于：Si能促使高速钢凝固时形成的对性能有害的M2C在再次加热时分解为M6C及MC，从而可消除柱状M2C，使碳化物细化，韧性提高。此外，Si还能细化回火时析出的二次碳化物，使回火硬度提高；Si能细化奥氏体晶粒，提高600℃红硬性及低温淬火硬度；Si还可以改善高速钢的切削性能和磨削性能。虽然有专利如公开号CN1296084A、CN1047536A、CN1055773A、CN1049189A等合金中也加入了Si，但其成分设计中Si含量的上限也均在该发明的下限之下；在其它的一些文献报道中，Si在高合金高速钢中虽然也有应用，但只是作为辅助元素而非主要合金元素应用。该发明中加入高含量RE，其主要作用机理在于：RE能净化钢液，进而净化合金的晶界，并有细化晶粒、碳化物析出相，改变夹杂物形态和分布，从而提高热加工塑性和常温的韧性作用。该发明中加入微量的Mn，主要起到固溶强化作用，提高合金强度。

高性能低成本高速钢改善效果

该合金的优点在于：

（1）使用了高含量的资源丰富、廉价的Si，大幅度降低了2006年1月前已有通用高速钢中的贵重元素含量，从而使钢材成本显著降低；

（2）使用了高含量的中国资源丰富的RE，从而明显改善了冶金质量；

（3）《高性能低成本高速钢》的钢各项性能不低于通用高速钢，部分性能明显高于通用高速钢，尤其是在高转速、大进刀量条件下使用时更显其性能的优势。

2009年，《高性能低成本高速钢》获得第六届江苏省专利项目奖优秀奖。

1.《高性能低成本高速钢》特征在于：该高速钢的各种元素含量为：0.8-1.2Wt％C，1.7-3.0Wt％Si，0.3-1.0Wt％RE，3.5-5.0Wt％Cr，1.0-3.0Wt％Mo，2.5-4.5Wt％W，0.8-1.6Wt％V，0.1-0.5Wt％Mn，杂质元素P和S含量均小于0.03Wt％，其余为Fe。

2.根据权利要求1所述的高速钢，其特征在于：所述高速钢含量为0.95-1.05Wt％C，1.8-2.2Wt％Si，0.3-0.8Wt％RE，4.0-4.8Wt％Cr，1.8-2.5Wt％Mo，3.5-4.5Wt％W，1.2-1.5Wt％V，0.2-0.4Wt％Mn，杂质元素P和S含量均小于0.03Wt％，其余为Fe。