JIS标准HM42钴钼钨系高速钢的具体化学成分(质量百分比)大致如下:
### 主要元素
- **碳(C)**:0.82% - 0.92%
- **作用**:碳是高速钢中形成碳化物的关键元素。在HM42高速钢中,碳与钨、钼、钒等元素结合形成多种硬质碳化物,如WC、Mo₂C、VC等。这些碳化物弥散分布在钢基体中,显著提高钢的硬度和耐磨性。例如,在金属切削刀具应用中,高硬度的碳化物能有效抵抗切削过程中刀具与工件之间的剧烈摩擦,减少刀具的磨损,从而延长刀具的使用寿命。
- **钨(W)**:5.50% - 6.75%
- **作用**:钨在高速钢中主要以WC碳化物形式存在。WC具有高硬度和高熔点的特性,这使得HM42高速钢具有良好的红硬性和热稳定性。在高速切削过程中,刀具因切削产生大量热量,温度升高,但钨的存在能保证刀具在高温下仍保持较高的硬度和强度,减少刀具的热变形和磨损,确保切削精度和效率。例如,在加工高温合金等难加工材料时,含钨的HM42高速钢刀具能在高温下稳定切削,保证加工质量。
- **钼(Mo)**:4.50% - 5.50%
- **作用**:钼能形成硬质碳化物Mo₂C,进一步提高钢的硬度、耐磨性和热强性。同时,钼还可以细化晶粒,改善钢的韧性和强度。在模具制造中,钼元素有助于提高模具的抗热疲劳性能,使模具在反复加热和冷却过程中不易开裂,延长模具的使用寿命。
- **钴(Co)**:7.75% - 8.75%
- **作用**:钴主要起到强化基体的作用,能够显著提高钢的高温硬度和热稳定性。在高速切削时,钴使钢在高温下仍保持较高的硬度,减少刀具磨损和变形,延长刀具使用寿命。例如,在航空航天领域加工高强度、高硬度的钛合金等材料时,含钴的HM42高速钢刀具能够在高温下保持良好的切削性能,满足加工要求。
### 其他元素
- **铬(Cr)**:3.80% - 4.40%
- **作用**:铬能提高钢的淬透性,保证钢在淬火时获得均匀的马氏体组织,从而提高钢的硬度和强度。同时,铬在钢表面形成致密的氧化膜,提高钢的抗氧化性,使刀具在高温下不易被氧化和腐蚀。例如,在加工易产生氧化皮的材料时,含铬的HM42高速钢刀具能更好地抵抗氧化皮对刀具的磨损。
- **钒(V)**:1.70% - 2.10%
- **作用**:钒可以细化晶粒,显著提高钢的韧性和强度。此外,钒形成的细小VC碳化物具有极高的硬度和稳定性,进一步增强钢的耐磨性和红硬性。在高速切削过程中,VC碳化物能抵抗刀具的磨损,提高刀具的切削性能和使用寿命。