国标W2Mo9Cr4V2高速工具钢的主要成分(质量分数%)如下:
|元素|含量范围|
|--|--|
|碳(C)|0.85 - 0.95|
|钨(W)|1.40 - 2.00|
|钼(Mo)|8.50 - 9.50|
|铬(Cr)|3.50 - 4.00|
|钒(V)|1.75 - 2.25|
|硅(Si)|0.20 - 0.45|
|锰(Mn)|0.15 - 0.40|
|磷(P)|≤0.030|
|硫(S)|≤0.030|
|铁(Fe)|余量|
以下是各主要成分的作用:
### 碳(C)
碳是高速工具钢中形成碳化物的关键元素。在W2Mo9Cr4V2钢中,适量的碳与钨、钼、钒等合金元素结合,形成多种高硬度的碳化物,如WC、Mo₂C、VC等。这些碳化物在淬火加热时部分溶解于奥氏体中,淬火后形成马氏体组织,在回火过程中又会以细小弥散的形式析出,从而显著提高钢的硬度、强度和耐磨性。例如,在刀具切削过程中,高硬度的碳化物能抵抗工件材料的磨损,保持刀具的切削刃锋利。
### 钨(W)
钨能形成高硬度、高熔点的碳化物(WC),显著提高钢的红硬性和热硬性。在高速切削时,刀具刃部温度会急剧升高,钨的存在可防止刀具因过热而迅速软化,保证刀具在高温下仍能保持良好的切削性能,延长刀具的使用寿命。例如,在加工高强度合金钢、不锈钢等难加工材料时,钨能使刀具在高温环境下保持切削刃的形状和硬度。
### 钼(Mo)
钼在高速工具钢中具有多种作用。一方面,钼能提高钢的红硬性,与钨协同作用,进一步增强钢在高温下的硬度和耐磨性;另一方面,钼可以细化晶粒,增强钢的韧性和强度,使钢在承受较大切削力时不易断裂。例如,在复杂的切削加工条件下,钼的存在能使刀具保持较好的综合性能。
### 铬(Cr)
铬能提高钢的淬透性、抗氧化性和耐腐蚀性。在W2Mo9Cr4V2钢中,铬有助于在淬火时形成均匀的马氏体组织,提高钢的硬度和强度。同时,铬还能在钢的表面形成一层致密的氧化膜,防止钢在高温下被氧化和腐蚀,延长刀具的使用寿命。
### 钒(V)
钒能形成细小、弥散分布的碳化物(VC),产生二次硬化效果,进一步提高钢的硬度和耐磨性。同时,钒还能细化晶粒,改善钢的韧性,使刀具在承受较大切削力时不易断裂,提高刀具的耐用度。例如,在刀具的长期使用过程中,钒的作用能使刀具保持较好的切削性能。