英国BM4钼钨系高速钢在高温下的性能

# 英国BM4钼钨系高速钢在高温下的性能

## 一、高温硬度（红硬性）

1. **合金元素的作用**

   - BM4钼钨系高速钢在高温下具有良好的高温硬度，也就是红硬性。这主要得益于其化学成分中的钨（5% - 6%）和钼（4% - 5%）。钨和钼在钢中形成的碳化物，如碳化钨（WC）和碳化钼（MoC），具有高熔点和良好的热稳定性。在高温环境下，这些碳化物能够有效地阻碍位错运动，从而使钢在高温时仍能保持较高的硬度。例如，当温度升高到600 - 800°C时，普通碳素钢的硬度会大幅下降，而BM4高速钢由于其特殊的碳化物结构，硬度的降低幅度相对较小。在高速切削加工中，刀具与工件之间的摩擦会产生大量热量，使刀具温度升高，BM4高速钢的红硬性使其能够在这种高温条件下保持切削刃的硬度，继续有效地切削工件。

2. **与其他高速钢对比**

   - 与一些传统的高速钢相比，BM4高速钢的红硬性表现更为出色。例如，某些传统高速钢在温度达到500 - 600°C时，硬度下降明显，导致切削性能急剧恶化。而BM4高速钢在这个温度范围内仍能保持足够的硬度，这使得它可以在更高的切削速度下工作，提高了加工效率。

## 二、高温耐磨性

1. **碳化物的影响**

   - 在高温下，BM4高速钢的耐磨性依然良好。钢中的碳化物，包括碳化钨、碳化钼以及碳化钒（VC，钒含量1% - 2%）等，具有极高的硬度。在高温磨损过程中，这些碳化物能够抵抗工件材料对刀具的磨损。例如，在对高温合金进行切削加工时，加工温度较高，普通刀具会因为磨损过快而无法正常工作。而BM4高速钢刀具由于其高温下的耐磨性，能够在较长时间内保持切削刃的锋利度，减少刀具的更换频率。

2. **氧化磨损抗性**

   - BM4高速钢中的铬（3% - 4%）元素有助于提高其抗氧化性。在高温环境下，抗氧化性的提高可以减少因氧化而导致的磨损。当刀具在高温下工作时，表面的氧化层如果不稳定，容易剥落，从而加速刀具的磨损。而BM4高速钢由于铬元素的存在，其表面形成的氧化层相对稳定，能够在一定程度上保护刀具内部的基体材料，降低氧化磨损的速度。

## 三、高温下的强度和韧性

1. **强度保持**

   - 尽管温度升高会对材料的强度产生影响，但BM4高速钢在高温下仍能保持一定的强度。其原因在于高温下碳化物对基体的强化作用依然存在。这些碳化物在高温时虽然会有一定的组织变化，但仍然能够阻碍位错运动，从而维持钢的强度。例如，在对一些耐热钢进行锻造或热加工时，BM4高速钢制成的模具能够承受高温下的应力而不变形或破裂。

2. **韧性表现**

   - BM4高速钢中的钼元素具有细化晶粒的作用，这种细化的晶粒结构有助于提高钢的韧性。在高温下，虽然整体韧性会有所下降，但相对于一些其他材料，BM4高速钢的韧性下降幅度较小。在一些高温下的冲击载荷工况下，如高速切削中的间断切削，BM4高速钢能够较好地承受冲击而不至于发生脆性断裂。