深冷处理对W6Mo5Cr4V2高速钢力学性能及耐磨性的影响

试验表明，深冷处理能减少W6Mo5Cr4V2高速钢中的残留奥氏体，析出超细碳化物，提高硬度和耐磨性；深冷处理对冲击吸收功影响不大。W6Mo5Cr4V2高速钢合适的深冷处理工艺为：温度-130~-150℃，保温时间以钢件冷透为准，处理次数一般为1次。
W6Mo5Cr4V2高速钢作为制作切削刀具的常用钢种 ，要求具有高硬度、高强度、耐磨损、以及高的红硬性 ,31。W6Mo5Cr4V2高速钢经过淬火后存在一定量的残留奥氏体，会降低钢的硬度和耐磨性，影响其使用寿命。有研究表明 ，高速钢经过深冷处理寿命可提高5倍。本文尝试通过不同深冷处理工艺来提高W6Mo5Cr4V2高速钢的硬度、耐磨性，分析了深冷处理的温度、保温时间和处理次数对显微组织及力学性能的影响，为高速钢工具采用深冷处理工艺提供依据。
㈠深冷处理温度对W6M05Cr4V2钢力学性能和残留奥氏体的影响
将W6Mo5Cr4V2钢进行1220℃真空气淬(气淬压力0.45 MPa，风机转速2800r／min)，分别在不同温度下深冷处理2h，再于560℃回火2次。随着深冷处理温度的降低，W6Mo5Cr4V2钢件的硬度升高。当深冷温度为一196℃时，硬度值为65.0HRC，比未进行深冷处理的提高了2.5 HRC, ，与常规淬火回火后钢的冲击吸收功(27 J)相比，深冷处理对W6Mo5Cr4V2钢冲击吸收功影响不大。，随着深冷处理温度的降低，残留奥氏体含量减少，低于一110℃深冷处理后的残留奥氏体含量少于3％，比常规淬火、回火后的残留奥氏体含量(5％ ～6％)明显降低，这是钢经深冷处理后硬度升高的主要原因之一。
㈡淬火一深冷间隔时间对W6MO5Cr4V2钢力学性能和残留奥氏体转变的影响
将W6Mo5Cr4V2钢在1 220℃真空气淬(气淬压力0.45 MPa，风机转速2800 r／min)，在室温下分别停留不同时间，再经一196℃深冷处理2h，最后于560℃ 回火2次。间隔时间超过8h后，硬度降低。，冲击吸收功不受淬火及深冷间隔时间的影响。随着间隔时间的延长，钢的残留奥氏体量增加。其主要原因在于，钢淬火后长期置于室温下，会促进奥氏体的稳定化，从而阻碍深冷处理过程中奥氏体向马氏体的转变。
㈢热处理和深冷处理工艺对W6M05Cr4V2钢力学性能和残留奥氏体转变的影响
热处理和深冷处理试验工艺：1 220℃ 真空气淬(气淬压力0.45 MPa，风机转速2800 r／min)；一190℃深冷处理2h；560℃回火。淬火后直接深冷处理的硬度(65.1 HRC)，比回火后深冷处理的硬度(64.2 HRC)高0.9 HRC。淬火后直接深冷处理的磨损量为0.28 mg，回火后深冷处理的磨损量为0．59mg，耐磨性能提高了1倍左右；多次深冷处理与一次深冷处理的效果基本相当。与硬度值的变化趋势类似，淬火后直接深冷处理的残留奥氏体含量最低，深冷处理的效果最明显。回火后部分残留奥氏体已基本稳定，深冷处理过程中这部分奥氏体不易向马氏体转变，导致残留奥氏体含量较高，钢的硬度和耐磨性下降。热处理工艺对W6Mo5Cr4V2钢件的冲击吸收功影响不大，均为35J左右。
㈣微观组织
W6Mo5Cr4V2钢淬火态的显微组织，由针状马氏体、碳化物和残留奥氏体组成；
W6Mo5Cr4V2钢深冷处理态的显微组织，主要由针状马氏体和碳化物组成，其残留奥氏体含量低于3％ ，很难观察到。从马氏体的形态看出，深冷处理后针状马氏体更为细密，这种细密的马氏体组织也使钢具有更好的力学性能。
W6Mo5Cr4V2高速钢淬火态和深冷态的碳化物显微形貌。淬火态的碳化物颗粒较大，其尺寸大于1μm，为未溶碳化物；深冷处理后析出大量细小碳化物颗粒，其尺寸远小于未溶碳化物。已有报道认为，这种碳化物颗粒是钢件在深冷处理过程中，由于马氏体晶格收缩而从马氏体内部析出的细小碳化物颗粒，其尺寸从几nm至几十nm不等。这些碳化物的存在是钢耐磨性提高的重要原因。
㈤结论
(1)W6Mo5Cr4V2高速钢的深冷处理温度越低，残留奥氏体含量越少，硬度越高。
(2)W6Mo5Cr4V2高速钢的淬火．深冷处理问隔时间一般不超过2 h，一般只处理1次。
(3)W6Mo5Cr4V2高速钢淬火后直接进行深冷处理更有利于奥氏体转变为马氏体。
(4)深冷处理可提高盐浴、真空油淬、真空气淬W6MoSCr4V2钢的硬度。
(5)深冷处理能使W6Mo5Cr4V2高速钢的残留奥氏体转变为马氏体，细化马氏体组织，在马氏体内析出弥散的细小碳化物。
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