高速鋼中相應(yīng)合金元素的作用

　　(1)鎢的作用

　　鎢是一種能使高速模具鋼變紅變硬的夾緊元素。它是一種強碳化物形成元素，在鋼中形成各種屏蔽元素，如(鐵，鎢)6C，一些鎢溶解在固溶體中。(鐵、鎢)6C在淬火和加熱過程中難以溶解，阻礙了晶粒長大，使W18Cr4V鋼在加熱到1200℃時仍有細小晶粒。在回火過程中，碳化鎢分散沉淀在馬氏體基體上，造成高速模具鋼的二次硬化效應(yīng)，碳化鎢不易聚集生長，有利于高速模具鋼的紅硬性。

　　鎢溶解在固溶體中不僅可以提高馬氏體在回火過程中的分解溫度，還可以阻礙鐵原子的擴散，提高鋼的回火穩(wěn)定性，使高速模具鋼中的馬氏體在加熱到600~625℃時相對穩(wěn)定。

　　(2)釩的作用

　　釩是提高高速模具鋼紅色硬度的主要元素。釩是一種強碳化物形成元素，形成穩(wěn)定的VC。在回火過程中，氯乙烯沉淀為細小分散的顆粒，導(dǎo)致二次硬化，比鎢更強。隨著高速模具鋼中釩含量的增加，紅硬性和耐磨性提高，但碳含量必須增加，以保證各種碳化物的形成。高速模具鋼中釩含量為1%~5%。隨著釩含量的增加，高速模具鋼的切削性能下降。

　　(3)鉬的作用

　　鉬和鎢是同一族元素和碳化物形成元素，它們在高速模具鋼中的作用相似。在高速模具鋼中，鉬經(jīng)常被用來代替鎢。根據(jù)質(zhì)量分數(shù)，1%的鉬可以代替2%的鎢。W6Mo5Cr4V2鋼就是根據(jù)這一原理及時開發(fā)的。鉬可以細化高速模具鋼中的萊氏體，降低鋼中的碳化物偏析程度，提高鋼的熱塑性。然而，碳化鉬(鐵，鎢)6C向奧氏體的溶解低于(鐵，鎢)6C。因此，鉬系高速模具鋼的淬火溫度范圍較窄，晶粒容易長大，過熱敏感性高。也有一定的脫碳傾向。

　　(4)鉻的作用

　　各種高速模具鋼的鉻含量一般在4%左右，這是由鉻的兩方面作用決定的:鉻顯著提高了鋼的淬透性，加熱時鉻幾乎完全溶解到奧氏體中，增加了奧氏體的穩(wěn)定性，鉻也是碳化物形成元素，高速模具鋼中的鉻主要形成Cr23C6型碳化物；鉻的另一個重要作用是顯著增加從奧氏體到馬氏體的體積膨脹，因此它傾向于增加殘余奧氏體。如果鉻含量過高，淬火殘余奧氏體的數(shù)量將明顯增加。

　　(5)鈷的作用

　　鈷顯著提高了高速模具鋼的硬度和紅色硬度，國外高速模具鋼中也加入了鈷，經(jīng)回火后其硬度可達HRC68~70。鈷在高速模具鋼中不會形成碳化物，它完全溶解在早期奧氏體中，提高了奧氏體的合金化程度；在其他元素存在的情況下，奧氏體分解受到阻礙擴散的阻礙，這可以在一定程度上提高淬透性。

　　(6)碳的作用

　　高速模具鋼中的碳含量相對較高，這主要是為了保證這些合金元素形成足夠的碳化物，沉淀或提高不同階段的硬度，或提高二次硬化效果。目前，高速模具鋼的碳含量是根據(jù)計算的成分，具體地說，根據(jù)碳化物化學(xué)當量來添加的。如果碳含量過高，高速模具鋼的塑性和韌性將喪失，可加工性將降低。