工具鋼金相組織

1 工具鋼的金相組織 金相分析技術(shù)之第十四講 2 工具鋼珠光體形態(tài) 碳素工具鋼經(jīng)球化退火后 由于熱處理工藝的不同 出現(xiàn)各種不同形態(tài)的珠光體組織 珠光體形態(tài)對材料的硬度 加工性能 熱處理變形量都有一定的影響 如片狀珠光體的硬度較高 機械加工表面光潔度差 熱處理淬火變形大 所以 對退火狀態(tài)的珠光體形態(tài)有一定的要求 碳素工具鋼珠光體形態(tài)評級 1 3級以片狀珠光體含量為主要評定依據(jù) 4 6級以小球狀或球狀珠光體含量為主要評定依據(jù) 7 10級以粗片狀珠光體含量為主要評定依據(jù) 3 500 細片狀珠光體含量占60 其余為點狀或小球狀珠光體 評定級別為1級 4 500 細片狀珠光體含量占30 40 其余為小球狀珠光體或點狀珠光體 評定級別為2級 5 500 細片狀珠光體含量占10 左右 其余為點狀或小球狀珠光體 評定級別為3級 6 500 小球狀珠光體占50 其余為球狀珠光體 評定級別為4級 7 500 球狀珠光體占70 其余為小球狀珠光體 評定級別為5級 8 500 球狀珠光體占90 其余為小球狀珠光體 評定級別為6級 9 500 粗片狀珠光體占10 其余為球狀或小球狀珠光體 評定級別為7級 10 500 粗片狀珠光體占30 其余為球狀或小球狀珠光體 評定級別為8級 11 500 粗片狀珠光體占60 其余為球狀或小球狀珠光體 評定級別為9級 12 500 粗片狀珠光體占90 其余為球狀珠光體 評定級別為10級 13 碳素工具鋼網(wǎng)狀碳化物評級 熱壓力加工 鍛造 和冷卻速度過小 碳化物將沿著奧氏體晶界析出 網(wǎng)狀碳化物增加鋼的脆性 使鋼的機械性能大大降低 網(wǎng)狀碳化物在一般球化退火或淬火過程中不能消除 必須采用高溫正火才能消除 網(wǎng)狀碳化物一般在正常淬火和低溫回火時能清楚觀察到 一般要求鋼材不能有完整的網(wǎng)狀滲碳體存在 即網(wǎng)狀級別應 3級 14 500 浸蝕劑4 硝酸酒精溶液 粒狀碳化物均勻分布 評定級別為1級 15 500 粒狀碳化物均勻分布 有少量碳化物呈線段狀 評定級別為2級 16 500 斷續(xù)碳化物形成半網(wǎng)趨勢 評定級別為3級 17 500 斷續(xù)碳化物呈不完全封閉的網(wǎng)狀 評定級別為4級 18 500 斷續(xù)碳化物呈封閉的網(wǎng)狀 評定級別為5級 19 馬氏體針葉長度評級 隨著淬火溫度的高低和保溫時間的長短 馬氏體針葉長度有所不同 加熱溫度越高 保溫時間越長 馬氏體的針葉越大 粗大的馬氏體表明淬火時過熱 它使鋼的機械性能變壞 馬氏體針葉長度應在淬火狀態(tài)下檢驗 回火后馬氏體的針葉則不易識別 鋼材淬火后要求有細小的馬氏體 高碳鋼刀具一般要求馬氏體針葉長度 2級 20 500 細針狀馬氏體 針的長度 1 5mm 評定級別為1級 21 500 細針狀馬氏體 針葉長度為1 5 2 5mm 評定級別為2級 22 500 針狀馬氏體 針葉長度為2 5 4mm 評定級別為3級 23 500 針狀馬氏體 針葉的長度為4 6mm 評定級別為4級 24 500 粗針狀馬氏體 馬氏體的針葉長度為6 8mm 評定級別為5級 25 500 粗針狀馬氏體 針葉長度為8 12mm 評定級別為6級 26 500 粗針狀馬氏體 針葉長度為12 16mm 評定級別為7級 27 500 粗針狀馬氏體 針葉長度為16 25mm 評定級別為8級 28 500 粗針狀馬氏體 針葉長度為25 50mm 評定級別為9級 29 500 粗針狀馬氏體 針葉長度為 50mm 評定級別為10級 30 碳素工具鋼淬火后屈氏體含量的評定 用高碳鋼制成的工具 一般要求刃部必須完全淬透 以保證刀具具有高硬度和耐磨性 但是 在較大的截面處不可能完全淬透 并為了保證其具有一定的韌性 所以 允許存在一定數(shù)量的屈氏體 屈氏體數(shù)量的評定可用目測法 面積法 重量法等進行測定 屈氏體 在淬火的狀態(tài)下進行測量觀察 比較清晰 31 500 屈氏體含量占4 基體為淬火馬氏體 沒有顯示出來 32 500 屈氏體含量為10 33 500 屈氏體含量為25 34 500 屈氏體的含量為75 35 500 屈氏體的含量為85 36 500 屈氏體的含量為100 37 T7A T12A鋼熱軋 鍛造 退火狀態(tài)下的組織 T7A T12A分別是平均含碳量為0 7 和1 2 的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼 是碳素工具鋼中的兩種比較典型的鋼種 T7A鋼是亞共析鋼 成分接近共析鋼成分 T12A是過共析鋼 碳素工具鋼的使用不僅要了解其淬火前 后的組織形貌 還要了解其原材料的組織形態(tài) 38 500 4 硝酸酒精浸蝕 T7A熱軋組織 片狀珠光體和少量鐵素體 對機械加工和熱處理不利 必須進行球化退火 39 500 4 苦味酸酒精浸蝕 T7A正常退火狀態(tài)組織 由于含碳量低于共析鋼成分 退火總有一定的片狀珠光體 采用循環(huán)退火可使球化效果更好 40 500 4 苦味酸酒精浸蝕 T12A熱軋狀態(tài)組織 為片狀珠光體和網(wǎng)狀碳化物 熱軋未經(jīng)球化退火 硬度高機械加工性能差 淬火容易變形或過熱 必須經(jīng)球化退火才能使用 41 500 T12A4 硝酸酒精浸蝕 鍛造后緩冷 組織為片狀珠光體和網(wǎng)狀碳化物 必須消除網(wǎng)狀碳化物和球化處理后才能使用 42 500 4 苦味酸酒精浸蝕 T12A退火組織 780 保溫3小時后爐冷 球狀珠光體 由于保溫時間短 有很多點狀珠光體 43 500 4 苦味酸酒精浸蝕 T12A850 保溫3小時后爐冷 淬火溫度過高 產(chǎn)生了片狀珠光體 44 T7 T10 T11鋼的淬火和淬火 回火組織 碳素工具鋼淬火后 需要進行低溫回火處理 回火溫度一般在200 稍下 保溫時間30分鐘左右 得到回火馬氏體組織 并且 有一定數(shù)量的碳化物 硬度在HRC62 HRC64左右 45 500 T7鋼淬火組織 針狀馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 為正常淬火組織 淬火工藝為780 160 硝鹽保溫2分鐘后空冷 46 500 T7鋼 淬火組織 回火組織 170 回火保溫1小時 為回火馬氏體和少量的碳化物 含碳量低韌性較好 47 500 T10鋼淬火組織 針狀馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 為正常淬火組織 淬火工藝為780 160 硝鹽保溫2分鐘后空冷 48 500 T10鋼 淬火組織 回火組織 170 回火保溫1小時 組織為回火馬氏體和少量的碳化物 49 500 T10鋼淬火組織 針狀馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 為正常淬火組織 淬火工藝為820 170 硝鹽保溫4分鐘后空冷 50 500 T10鋼淬火組織 針狀馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 為正常淬火組織 淬火工藝為820 170 硝鹽保溫1分鐘后空冷 51 500 T10鋼淬火組織 針狀回火馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 為正常淬火組織 淬火工藝為820 170 硝鹽保溫1分鐘 220 硝鹽中停留15分鐘 后空冷 52 500 T11Cu鋼淬火組織 針狀馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 為正常淬火組織 淬火工藝為780 水中冷卻 53 500 T11Cu鋼淬火組織 針狀馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 為正常淬火組織 淬火工藝為780 160 170 硝鹽中停留2分鐘后空冷 54 500 T11Cu鋼淬火 回火組織 針狀回火馬氏體 碳化物 淬火工藝為780 水冷 180 回火 55 500 T12鋼淬火組織 針狀馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 為正常淬火組織 淬火工藝為780 160 硝鹽中停留2分鐘后空冷 56 500 T12鋼淬火組織 粗針狀馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 淬火工藝為830 水冷 57 500 T12鋼淬火組織 粗針狀馬氏體 碳化物及殘余奧氏體 淬火工藝為830 160 硝鹽中停留2分鐘后空冷 58 500 T12鋼淬火 回火組織 回火馬氏體 碳化物及 淬火工藝為830 160 硝鹽中停留2分鐘后空冷 回火180保溫1 5小時 59 500 T12鋼淬火 回火組織 淬火馬氏體 回火馬氏體 碳化物及 淬火工藝為830 160 硝鹽中停留2分鐘后空冷 回火180保溫30分鐘 回火保溫時間短 60 500 T12鋼 球化退火不均勻組織 有球狀和粗大棱角狀碳化物 61 500 T12鋼 球化退火不均勻組織 有球狀 片狀珠光體和粗大棱角狀碳化物 過熱標志 62 500 T12鋼 網(wǎng)狀碳化物 淬火馬氏體和網(wǎng)狀碳化物 63 500 T12鋼 過燒組織 粗大馬氏體和沿晶界分布的裂紋 64 500 T12鋼 碳化物不均勻組織 淬火 回火 回火馬氏體和堆積碳化物 65 500 T1