如何提高DIN标准1.3391钼钨系高速钢的硬度

# 提高DIN标准1.3391钼钨系高速钢硬度的方法

## 一、优化化学成分

1. **调整碳含量**

   -碳是影响高速钢硬度的关键元素之一。在1.3391钼钨系高速钢中，可在规定范围内适当提高碳含量。例如，该高速钢标准碳含量为一定范围，若将碳含量调整至接近上限值，更多的碳会与合金元素（如钨、钼、钒等）形成碳化物。这些碳化物弥散分布在钢的基体中，能够有效阻碍位错运动，从而提高硬度。但需注意，碳含量过高可能会导致钢的韧性下降等问题，调整要在合理范围内。

2. **jingque控制合金元素比例**

   - **钨和钼**：确保钨（5.5 - 6.75%）和钼（4.5 -5.5%）的含量处于合适比例。钨和钼形成的碳化物对提高硬度和红硬性有重要作用。适当增加钨和钼的含量（在标准范围内），可以增加碳化物的数量和稳定性，进而提高硬度。例如，当钨含量接近6.75%且钼含量接近5.5%时，在其他条件相同的情况下，钢的硬度会有所提高。

   - **钒**：钒（1.75 -2.2%）与碳形成的碳化钒硬度极高。提高钒含量（在规定范围内），能增加碳化钒的数量，增强对基体的强化作用，提高硬度。

   - **铬**：铬（3.8 -4.5%）主要用于提高钢的淬透性。合适的铬含量有助于在淬火过程中形成更深的硬化层，间接提高硬度。

## 二、改进热处理工艺

1. **淬火工艺**

   - **提高淬火温度（在合适范围内）**：1.3391钼钨系高速钢的淬火温度通常在1180 -1220°C之间。适当提高淬火温度，可使更多的合金元素充分溶解到奥氏体中，形成更多、更完整的马氏体组织，从而提高硬度。例如，将淬火温度从1180°C提高到1200°C，在后续冷却过程中，由于更多合金元素参与马氏体转变，硬度会有所增加。但淬火温度过高会导致晶粒粗大，反而降低硬度和韧性。

   - **选择合适的淬火介质**：

     -**水淬火**：水的冷却速度比油快。采用水作为淬火介质，可以使钢更快地冷却到室温，形成更多的马氏体组织，提高硬度。水淬火时要注意控制冷却速度，因为过快的冷却速度可能会产生较大的淬火应力，甚至导致工件开裂。

     -**聚合物淬火剂**：这是一种介于水和油之间冷却速度的淬火介质。使用聚合物淬火剂可以在保证一定冷却速度以提高硬度的减少淬火应力，降低工件开裂的风险。

2. **回火工艺**

   - **控制回火温度和次数**：

     - **回火温度**：1.3391高速钢回火温度一般在550 -580°C。适当降低回火温度（在合理范围内），可以减少马氏体的分解程度，保持较高的硬度。例如，将回火温度从580°C降低到550°C，在消除部分内应力的能使硬度保持在较高水平。但回火温度过低，内应力不能有效消除，会影响钢的性能。

     - **回火次数**：通常进行2 -3次回火。多次回火可以使钢的组织更加稳定，调整硬度和韧性的平衡。每次回火都会使钢中的残余奥氏体转变，提高硬度并改善钢的综合性能。

## 三、改善微观组织

1. **细化晶粒**

   - **锻造工艺优化**：

     - **控制锻造比**：在锻造过程中，适当增加锻造比。例如，将锻造比从2提高到3 -5，可以使晶粒得到细化。较大的锻造比会使金属在锻造过程中经历更多的变形，从而细化晶粒。

     - **控制锻造温度和速度**：选择合适的锻造温度（如1000 -1100°C）和锻造速度。在这个温度范围内，以适当的速度进行锻造，可以使金属的变形更加均匀，有利于晶粒细化。细化的晶粒增加了晶界面积，晶界可以阻碍位错运动，从而提高硬度。

   - **热处理细化晶粒**：

     -**正火处理**：通过正火处理可以消除锻造过程中产生的粗大晶粒。正火是将钢加热到临界温度以上，在空气中冷却的热处理工艺。经过正火处理后，钢的晶粒得到细化，硬度会有所提高。

     -**球化退火**：球化退火可以使钢中的碳化物球化且分布更加均匀。在合适的温度（如750 -800°C）下进行球化退火，为后续的淬火和回火做好组织准备，有助于提高Zui终的硬度。

2. **优化碳化物分布**

   - **均匀化处理**：

     - 采用高温均匀化处理，例如在1100 -1200°C下长时间保温（数小时），可以使钢中的碳化物充分溶解并重新均匀分布。均匀弥散分布的碳化物能够有效阻碍位错运动，提高钢的硬度。

     -**控制冷却速度**：在淬火和回火过程中，控制冷却速度可以影响碳化物的析出和分布。适当的冷却速度可以使碳化物均匀弥散地析出，避免碳化物的聚集，从而提高硬度。