JIS标准SKH53钼钨系高速钢耐磨性受哪些因素影响

# JIS标准SKH53钼钨系高速钢耐磨性受哪些因素影响

## 一、化学成分

1. **碳（C）含量**

   - 碳含量在1.0% - 1.15%之间。碳是形成碳化物的关键元素。较高的碳含量能够与合金元素形成更多的碳化物，如碳化钨（WC）、碳化钼（MoC）、碳化钒（VC）等。这些碳化物硬度高且弥散分布在钢的基体中，在磨损过程中，作为耐磨质点抵抗外界的摩擦和磨粒磨损。如果碳含量不足，形成的碳化物数量减少，会降低钢的耐磨性。

2. **钨（W）含量**

   - 钨的含量为5.0% - 6.75%。钨形成的碳化钨具有高硬度和高熔点。在磨损时，碳化钨能够有效地抵抗磨粒的切削作用，保护钢的基体。当钨含量降低时，形成的碳化钨数量减少，钢的耐磨性会受到影响。例如，在对比含钨量不同的类似高速钢时，钨含量高的在耐磨性测试中的表现更好。

3. **钼（Mo）含量**

   - 钼含量在4.75% - 5.75%。钼形成的碳化物同样具有较高的硬度，在磨损过程中起到耐磨的作用。而且钼还能细化晶粒，间接提高耐磨性。如果钼含量发生变化，会影响碳化物的形成和晶粒大小，进而影响耐磨性。

4. **钒（V）含量**

   - 钒的含量在2.25% - 2.75%。钒形成的碳化钒非常细小且弥散分布在钢的基体中。这种细小的碳化物在磨损过程中能够填充磨损间隙，提高钢的耐磨性。当钒含量减少时，碳化钒的数量减少，对耐磨性有不利影响。

5. **铬（Cr）含量**

   - 铬含量为3.75% - 4.5%。铬主要提高钢的淬透性，使钢在淬火后能获得均匀的马氏体组织。均匀的组织有助于提高钢的整体耐磨性，因为不均匀的组织在磨损过程中容易产生局部应力集中，加速磨损。

## 二、微观组织结构

1. **晶粒大小**

   - 细小的晶粒能够提高SKH53高速钢的耐磨性。细化晶粒后，晶界增多，在磨损过程中，晶界能够阻碍位错运动和裂纹扩展。例如，通过合适的锻造工艺得到细小晶粒的SKH53高速钢，其耐磨性比晶粒粗大的要好。因为在磨损时，粗大晶粒容易产生较大的变形和裂纹，导致材料脱落，而细小晶粒结构更稳定。

2. **碳化物分布**

   - 碳化物均匀分布对耐磨性至关重要。如果碳化物分布不均匀，在磨损过程中，碳化物少的区域会先被磨损，导致局部磨损加剧，进而影响整个钢件的耐磨性。例如，经过特殊热处理工艺使碳化物均匀分布的SKH53高速钢，在磨损试验中的表现明显优于碳化物分布不均匀的同类型钢。

## 三、热处理工艺

1. **淬火工艺**

   - 淬火温度和淬火时间影响SKH53高速钢的耐磨性。淬火温度通常在1100 - 1150°C之间。如果淬火温度过低，合金元素不能充分溶解到奥氏体中，形成的碳化物数量不足且分布不均匀，降低耐磨性。淬火时间过长会引起晶粒长大，也会降低耐磨性。

2. **回火工艺**

   - 回火次数和回火温度对耐磨性有影响。一般需要进行多次回火，回火温度在550 - 600°C之间。多次回火能够消除淬火应力，稳定组织，并且促使碳化物进一步析出和长大，这些弥散分布的碳化物能够提高钢的硬度和耐磨性。如果回火工艺不当，如回火次数不足或回火温度不合适，会影响碳化物的析出和组织的稳定性，从而降低耐磨性。

## 四、工作环境

1. **温度**

   - 在高温环境下工作时，SKH53高速钢的耐磨性会受到影响。虽然该钢具有较好的红硬性，但随着温度升高，其硬度会有所下降，从而影响耐磨性。例如，在高温切削过程中，切削区域温度升高，刀具的磨损速度会加快。

2. **润滑条件**

   - 良好的润滑条件可以提高SKH53高速钢的耐磨性。在有润滑的情况下，润滑剂能够在钢件与接触物之间形成一层润滑膜，减少摩擦系数，降低磨损。例如，在切削加工中，使用切削液可以减少刀具与被加工材料之间的摩擦，提高刀具的耐磨性。而在干摩擦的恶劣润滑条件下，钢件的磨损会加剧。

3. **接触应力**

   - 当SKH53高速钢承受较大的接触应力时，其磨损机制可能会发生变化。在低接触应力下，可能主要是磨粒磨损；而在高接触应力下，可能会出现疲劳磨损、粘着磨损等多种磨损机制的复合。例如，在重载的模具应用中，SKH53高速钢模具承受较大的接触应力，容易出现疲劳磨损，影响其使用寿命和耐磨性。