ZGWl8Cr4V铸钢的金相组织

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ZGWl8Cr4V铸钢金相组织
ZGWl8Cr4V是一种常用的高速钢，通常在锻压加工之后使用。采用熔模精密铸造的办法直接铸成所需工具，这样可以节省许多加工工时，还能节约大量宝贵的金属材料。
- ]' \4 |6 H8 ]8 r( g    铸造高速钢在力学性能上(主要在抗弯和抗冲击性能上)比起锻造钢来要脆得多，但是在红硬性和切削性能方面并不比锻造高速钢逊色。脆的原因主要是粗大莱氏体网的存在和铸造本身带来的一些缺陷所引起。
    莱氏体是硬而脆的一种组织，在铸造高速钢中它包围在树枝状组织的周围，造成材料的脆性，另一方面也提高了材料的硬度，红硬性和耐磨性。
( j/ k0 \& p7 r5 k2 {    铸造高速钢适用于来生产形状比较复杂不容易加工，又不要求很高的抗弯和抗冲击性能的各种刀具。ZGW18Cr4V 含碳0.7～0.8％，属于莱氏体钢，经熔炼浇注之后当达到凝固温度的时候，首先从液体中生成δ相的树枝状结晶组织。δ相是一种固溶体，含碳量与合金元素都比较低。
    当温度降低到包晶反应区的时候，液体与δ相发生包晶反应L+δ →γ,生成γ相包围在相的外层。
γ相也是一种固溶体，含碳与合金元素比δ相要多些。在形成γ相时，必须通过碳与合金元素由外向里不断扩散，转变才能进行。当冷却速度比较快的时候，形成的γ相隔断了δ相与液体的接触，使扩散不能充分进行，反应也就减慢，温度再降低到一定范围，包晶反应就能看到外层的γ相和内层的δ相残余的存在。如果冷却速度比较慢，那么这种反应就进行得比较完全， δ相的量就大大减少甚至消失。
    当温度降低到1330℃～1300℃时，剩余的液体就发生共晶反应L→γ+C，生成由γ固溶体和含 W、Cr、V等元素的复合碳化物的骨骼状共晶莱氏体，分布在原先形成的树枝状组织的外围空隙中 构成一个网络包在γ固溶体的四周，到这个时候全部溶体都凝固完毕。
    继续冷却时从γ固溶体内平衡浓度的变化还要析出二次碳化物。当温度降到900℃以下还将从γ相中析出铁素体；直到800℃左右。在800℃～780℃区间，γ相将发生共析分解，形成索氏体和屈氏体；δ相将析出碳化物。所以 铸造之后缓慢冷却情况下,将得到的组织应该有：
     1．索氏体和屈氏体
( ~  M' L- C1 F3 ?+ ~6 s3 e- @     2．共晶莱氏休(一次碳化物)
* q% N5 a& ^% ]$ P8 h     3．二次碳化物
7 k& j4 d. L6 N" @6 z7 S     4．共析碳化物
     5．铁素体
& G" E+ Z$ ?3 Q5 b; n, Y. U     冷却比较快的时候，一部份γ相直接转变成马氏体和残余奥氏体。 冷却速度愈快，马氏休和残余奥氏体量愈多。金相浸蚀之后呈白色马氏体(或隐针状)+残余奥氏体，通常称它们为白色组织。 由δ相分解和由γ相分解的产物的因含合金元素和碳量不同，弥散情况也不同，属于索氏体的范围，通常被称为黑色组织。莱氏体中含碳与合金元素最多，硬度约在HV900～1000,白色组织(马氏体十残余奥氏体)硬度约在HV650～750 ,黑色组织(索氏体十屈氏休)硬度约在HV300～400 。
     ZGWl8Cr4V铸钢在880℃～900℃之间退火。退火之后的组织仍为共晶。由莱氏体和索氏体与屈氏体组成。马氏体、残余奥氏体基本上全部分解。
     ZGWl8Cr4V铸钢，在1280℃～1300℃间淬火得到的组织主要是稳针马氏体和残余奥氏体及沿着晶界分布的共晶莱氏体，以及没有完全溶解而留下的黑色组织，低于这一温度淬火合金元素的溶解太少，红硬性也差得多。随着淬火温度的升高，黑色组织和莱氏体逐渐溶解，奥氏体中合金元素亦增多，红硬性和切削性能都显著提高。淬火温度超过1300℃莱氏体的骨骼形状从清析变为模糊，逐渐聚集成小块炭化物，黑色组织也开始大量溶解。淬火温度接近1320℃左右，莱氏体基本上溶解完毕，余下的聚集成角状碳化物，沿晶界形成网状分布，黑色组织这时也几乎全部溶解，晶粒急剧长大，形状变为大小不均的等轴晶粒，呈现明显的过热状态。
回火以后的组织是由共晶莱氏体、碳化物、回火马氏体以及未溶解的黑色组织组成。
8 @7 ~6 |& {& o     一般都采用在560℃回火三次，每次一小时或者二小时，以促使残余奥氏体最大限度的转变成马氏体，并尽量减少历次转变造成的内应力，这时由于Cr、W、V的碳化物的弥散析出及奥氏体的大量转变，造成明显的二次硬化。低于560℃回火时，这两个过程进行不充分，加上渗碳体碳化物的析出，引起硬度的下降。回火温度高于600℃以上时，由于碳化物析出加剧，并聚集长大，硬度也很快下降。