JIS标准下SKH51钼钨系高速钢硬度的影响因素

# JIS标准下SKH51钼钨系高速钢硬度的影响因素

## 一、化学成分

1. **碳含量**

   - 碳是影响SKH51硬度的关键元素之一。在SKH51高速钢中，碳含量一般在0.80% - 0.90%。碳与合金元素形成碳化物，如碳化钨（WC）、碳化钼（MoC）、碳化钒（VC）等。较高的碳含量意味着能形成更多的碳化物，这些碳化物弥散分布在基体中，对基体起到强化作用，从而提高钢的硬度。例如，当碳含量接近0.90%时，相比碳含量为0.80%的情况，在相同的热处理条件下，形成的碳化物数量更多，钢的硬度会更高。

2. **合金元素**

   - **钨（W）**：SKH51中钨的含量在5.50% - 6.75%。钨形成的碳化钨具有高硬度、高熔点，对提高钢的硬度和红硬性有重要作用。钨含量越高，形成的碳化钨数量越多，钢的硬度也就越高。

   - **钼（Mo）**：含量约为4.50% - 5.50%。钼的作用类似于钨，它也能形成碳化物，有助于提高钢的硬度。同时，钼还能细化晶粒，使钢的组织更加均匀，间接提高钢的硬度。

   - **钒（V）**：钒的含量在1.70% - 2.20%左右。钒形成的碳化钒硬度极高，它在钢中弥散分布，能有效提高钢的硬度。而且钒还能细化晶粒，增强钢的强度和硬度。

   - **铬（Cr）**：铬含量为3.80% - 4.50%。铬能提高钢的淬透性，使钢在淬火后能形成更多的马氏体组织，马氏体本身具有较高的硬度，从而提高钢的整体硬度。

## 二、热处理工艺

1. **淬火**

   - **淬火温度**：SKH51的淬火温度通常在1000 - 1100°C之间。如果淬火温度过低，合金元素不能充分固溶到奥氏体中，形成的马氏体组织中合金元素含量不足，硬度会降低；而如果淬火温度过高，会导致晶粒粗大，也会影响硬度，甚至可能出现过热组织，使钢的性能恶化。例如，当淬火温度为1050°C时，合金元素能较好地固溶，得到的马氏体组织硬度较高；若淬火温度为950°C，由于合金元素固溶不充分，硬度会明显低于1050°C淬火后的硬度。

   - **淬火介质**：常用的淬火介质有油、盐浴等。不同的淬火介质冷却速度不同，会影响钢的组织转变。油淬火冷却速度相对较慢，能减少淬火应力和变形，但如果冷却速度过慢，可能无法得到足够的马氏体组织，导致硬度不足。盐浴淬火冷却速度较快，但如果控制不好，可能会产生较大的淬火应力。

2. **回火**

   - **回火温度和次数**：SKH51一般需要进行多次回火，回火温度在500 - 600°C之间。回火过程中，一方面可以消除淬火应力，另一方面会促使合金碳化物的析出和弥散分布。如果回火温度过低或回火次数不足，内部应力不能有效消除，且合金碳化物不能充分弥散分布，硬度可能达不到zuijia值；而如果回火温度过高，会使已经形成的马氏体组织分解，导致硬度下降。例如，进行3次回火且回火温度为550°C时，钢的硬度能够达到较好的水平；若只进行1次回火且温度为500°C，硬度会低于前者。

## 三、加工工艺

1. **锻造**

   - 在锻造过程中，如果锻造比不合理或者锻造温度控制不当，会影响钢的内部组织。例如，锻造比过大且锻造温度过高时，可能会导致晶粒粗大，这会降低钢的硬度。相反，如果锻造比过小，钢的内部组织不均匀，也会影响硬度的均匀性。

2. **轧制或拉拔**

   - 轧制或拉拔过程中的变形量和变形速度等因素会影响SKH51高速钢的硬度。如果变形量过大且变形速度过快，可能会产生加工硬化现象，在一定程度上提高钢的硬度。但是，如果加工硬化过度而没有进行适当的退火处理，会导致钢的韧性下降，并且在后续的加工或使用过程中可能出现裂纹等问题，从而影响整体性能。