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高速钢种的碳化物类型
来源:东莞中瑞金属 | 发布日期:2021-06-10

一次碳化物是钢液凝固过程中直接从液相析出的,也称“初生碳化物”,包括各种先共晶和共晶碳化物,有 M6C、M2C、MC 等不同类型,它们在随后的热加工和热处理过程中被破碎或分解成颗粒状存在于钢中。

二次碳化物是在凝固或热处理过程中从固态基体中析出的,这些固态基体包括高温δ铁素体、奥氏体及马氏体等,二次碳化物分 M6C、MC 、M23C6、M7C3及 M2C 等不同类型。

高速钢中碳化物的化学成分可能在较宽的范围内变动,同一类型的碳化物在不同的钢种中会有不同的成分;即便是在同一钢种中,也会因生成条件不同而有差别,甚至在同一颗碳化物的不同部位上,其化学成分也可能有所不同。

高速钢中碳化物的类型和结构:
(1)M6C:M6C 具有复杂立方晶格结构,单位晶胞中有 96 个金属原子位置,分为 Fe 与 W(Mo)两类,各占一半;16 个碳原子。但 Fe 与 W(Mo)的含量并不完全固定。在含 W 高的钢中,M6C 化学式在 Fe3W3C 至 Fe4W2C 间变动,即部分W的位置由Fe占据。同样,在含Mo高的钢中,化学式在Fe3Mo3C至Fe4Mo2C间变动。在 W-Mo 系钢中,上述化学式中 W、Mo 原子依其钢含量而保持适当比例。M6C 中还可溶解 Cr 和 V,在晶格中分别取代 Fe 和 W、Mo 的位置。各元素在 M6C 中的含量与它们在钢中的总含量有关。
(2)M2C:M2C 具有密排六方晶格结构。一般以亚稳定态存在钢中,在正常热加工、退火供货态中极少,而在含 Mo 高的钢中较多。M2C 中主要金属元素是 Mo 和 V,或 W 和 V 或 Mo、V 和 W,还溶解有 Cr及很少的 Fe。各元素在 M2C 中的含量与它们在钢中的总含量有关。
(3)MC:MC 具有 NaCl 型的面心立方晶格结构,成分从 MC 到 M4C3 间变化,其金属原子绝大部分是 V,可溶解一定量的 W、Mo 和 Cr,其含量与它们在钢中的总含量有关。Fe 极少溶入 MC 中。Nb、Ti、Zr、Hf 都是 MC 型碳化物形成元素。当钢中含有少量这些元素时,溶入 MC 中并能使其数量增加,含量高时还可形成以它们为主的 MC(TiC、NbC 等)。N 能溶入 MC 型碳化物之中,成为 M(C、N)型复合碳化物。
(4)M23C6:M23C6具有复杂面心立方晶格结构,主要合金元素是 Cr 和 Fe。Fe 含量可以很高,甚至超过 Cr 含量,还可溶入一定的 W、Mo 和极少的 V。它们的溶入量取决于其在钢中的总含量。
(5)M7C3:M7C3具有复杂六方结构(也有人认为属于正交晶系),主要金属元素是 Cr 和 Fe。此种碳化物易在碳含量高的钢中产生。

(6)M3C:M3C 属于介稳相,一般高速钢在淬火后回火温度较低时从基体中析出,但回火温度较高时就消失。

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【本文标签】 高速钢

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