# JIS标准QH51钼钨系高速钢的化学成分与加工性能
## 一、化学成分
1. **主要合金元素**
- **钨（W）**：在QH51钼钨系高速钢中，钨是重要的合金元素。钨能形成稳定的碳化物，如WC，这些碳化物硬度极高。钨的存在显著提高了高速钢的硬度、红硬性和耐磨性。较高含量的钨使得刀具在高温切削时，能够保持切削刃的硬度，从而维持良好的切削性能。
- **钼（Mo）**：钼在该高速钢中同样起着关键作用。钼的碳化物也具有高硬度，并且钼可以细化晶粒，提高钢的韧性。与钨协同作用，进一步增强了高速钢的红硬性。钼的加入还能改善钢的热加工性能，使锻造、轧制等热加工过程更容易进行。
- **铬（Cr）**：铬的主要贡献是提高钢的淬透性。在QH51高速钢中，铬确保钢在淬火时能获得较深的硬化层。此外，铬还能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，有助于保持刀具表面的质量，延长刀具的使用寿命。
- **钒（V）**：钒在钢中形成细小、弥散分布的碳化物（如VC）。这些碳化物对提高钢的耐磨性和红硬性效果显著。在高速切削过程中，含钒的QH51高速钢刀具切削刃不易变形，能保持较好的切削形状。
2. **碳（C）**
- 碳是决定QH51高速钢硬度和强度的关键元素。它与合金元素形成各种碳化物。合适的碳含量能够保证在淬火和回火处理后，钢获得足够高的硬 度、强度以及良好的耐磨性。如果碳含量过高，会导致钢的韧性下降；碳含量过低则无法达到所需的硬度和耐磨性。
## 二、加工性能
1. **切削加工性能**
- **可加工性**：在退火状态下，QH51高速钢具有一定的可加工性。然而，由于其含有较多的合金元素，硬度相对较高，在切削加工时需要选择合适的刀具和切削参数。例如，采用硬质合金刀具，并且控制较低的切削速度、适当的进给量和切削深度。在切削过程中，合金碳化物会对刀具产生磨损，需要密切关注刀具磨损情况并及时更换。
- **切削性能优势**：QH51高速钢在高速切削时表现出良好的性能。其红硬性得益于合金元素的综合作用，在高温下仍能保持较高的硬度。这使得它在切削硬度较高的材料（如合金钢、不锈钢等）时，能够保持有效的切削能力，相比普通高速钢刀具，具有更好的切削效率和刀具寿命。
2. **锻造性能**
- **锻造温度范围**：QH51高速钢的锻造温度范围相对较窄。因为合金元素含量高，合金碳化物的存在使得钢的塑性变形能力在低温下较差。锻造时必须严格控制锻造温度，在合适的高温区间开始锻造，并保证足够的加热次数，以防止出现锻造裂纹等缺陷。
- **锻造后的组织均匀性**：锻造后的QH51高速钢需要通过合理的热处理来获得均匀的组织。如果锻造过程操作不当，可能会导致合金碳化物分布不均匀，影响钢的性能。通过正确的锻造工艺和后续热处理，可以使碳化物均匀分布，提高钢的综合性能。
3. **热处理性能**
- **淬火**：QH51高速钢的淬火过程对其性能影响很大。淬火加热速度、淬火温度和淬火介质的选择都需要严格控制。由于合金元素含量高，淬火温度相对较高，以确保合金元素充分固溶到奥氏体中。若淬火温度过高，会导致晶粒粗大，影响钢的韧性；淬火温度过低，则合金元素不能充分固溶，无法达到预期的硬度和红硬性。
- **回火**：回火是消除淬火应力、提高钢的韧性和稳定组织的重要工序。QH51高速钢需要进行多次回火，以充分消除内应力并使组织稳定。随着回火温度的升高，钢的硬度会发生变化，需要根据具体的使用要求确定合适的回火工艺参数。