耐磨性高钒高速钢

耐磨性高钒高速钢

高钒高速钢简介：
 　　高钒高速钢不仅有很高的硬度和相当的韧性，而且有优良的耐磨性，因此作为新一代耐磨材料，高钒高速钢备受关注。研究表明，高钒高速钢的耐磨性是高铬铸铁的3倍以上，是高锰钢的10倍以上，已被用于轧  辊、锤头、球磨机衬板和转子体等多种耐磨件。俄罗斯在高速钢和一些结构钢的生产中也开展了用钒代替钨、钼和铌的应用研究。当前中国正处于高钒高速钢材料的研制、开发和生产应用的起步阶段，为此本文对其研究现状进行了综述并对发展前景进行了展望。
高钒高速钢成分设计：
 　　高钒高速钢以钒为主要添加元素，辅以铬钼等合金元素，充分利用钒碳化物(VC)硬度高、形态好的特点来提高材料韧性及耐磨性。目前国外主要采用高碳高钒(铌)类型的成分设计方案。钒是中国富有元素之一，目前虽然价格较锰、铬等元素贵，但是高钒高速钢的性价比很高。目前研究或应用的部分高钒高速钢的化学成份中除C、V外，还含有Cr、Mo，有些还含有W和Nb。V含量最高达15％，最低也不低于2％，C含量最高可达4.6％。高钒高速钢中钒碳质量比对其组织和性能也有很大的影响。根据定比碳规律，合金元素及碳含量满足合金碳化物分子式中的定比关系时，二次硬化的效应最好。VC中V、C的质量比为4.26：1，当钒含量高于化合比时，形成VC后的多余的钒只能溶于基体而造成贵重金属的浪费。当碳含量高于化合比时，形成VC后多余的碳除部分溶于基体外，剩余部分与成分中的铬、钼等其它合金元素形成复合碳化物。研究发现，当V/C=3时，高钒高速钢的耐磨性最佳，此时随碳、钒含量增加，耐磨性提高3~4倍。
高钒高速钢性能：
 　　高钒高速钢的组织相当复杂，显微组织分析常采用以下几种方法：透射电镜相结构分析，扫描电镜形貌特征和微区成分分析，X射线衍射法分析碳化物相的组成，光学金相分析，显微硬度分析；插热分析法研究结晶温度；电子探针测定碳化物的成分等。与黑白金相相比，彩色金相可以分析较为复杂的显微组织。采用了KOH—K2[Fe(CN)6]水溶液和2，4，6-三硝基苯酚-Na2CO3水溶液作试剂对高钒高速钢的凝固组织进行分析，MC型碳化物经上述两种试剂腐蚀呈白色，M6C呈褐色。M2C和M7C3经前一种试剂腐蚀后呈褐色，M3C经后一种试剂腐蚀后呈褐色。高钒高速钢优良的耐磨性取决于碳化物的种类、形态、分布和数量，以及马氏体基体的性能和晶粒大小。高钒高速钢热处理后的组织为VC+(Cr、Mo、Fe)7C3+M回+A残余；铸态组织中碳化物主要是MC和少量的M2C、M3C、M6C以及M7C3。研究表明，不同类型碳化物的形成取决于强碳化物形成元素；钒利于MC型碳化物形成，随钒含量的提高，MC型碳化物大量增加，在奥氏体晶界形成的M7C3和M6C型共晶碳化物明显减少。研究发现，新型高速钢的磨损机理主要是犁削和疲劳剥落，高钒高速钢组织中存在大量的细小弥散分布的高硬度MC型碳化物，可以有效地阻止磨粒切入基体，同时可以减轻疲劳脱落，因此耐磨性很好。

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资料来源：东莞市弘超模具科技有限公司
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