王和斌等：喷射成形含铌M3型高速钢的组织和耐磨性 331· 减少，片层变薄.M3和MN高速钢中一次碳化物的 2结果与讨论 能谱分析结果示于表2.由表2可知：MC碳化物中 2.1铌对沉积态高速钢组织的影响 部分V被Nb取代，由富含V型转变为V-Nb复合型 图1所示为沉积态M3和MN显微组织及其相 MC碳化物：M,C碳化物中固溶少部分Nb,取代V和 应的X射线衍射图谱.沉积态M3高速钢为等轴晶， Mo.图I(e)为沉积态M3和MN的X射线衍射图 晶界上分布着白色条棒状M,C相和不规则块状灰黑 谱.沉积态组织均由aFe、yFe,M,C和MC组成， 色MC相.加入0.5%Nb后，沉积态M3中不规则的 MN中MC峰向低角度方向偏移，这是由于Nb的原 MC型碳化物变成孤立的球形，且其数量增多，尺寸 子半径大于V,MC型碳化物中部分V被Nb取代，使 变小（由5~10μm减小到4~6μm):MC片层数目 得其晶格常数增大. 204m 201m 5 um (e) n ◆MC ·MC MN M3 20 40 60 80 100 201(9 图1沉积态M3(a,c)和MN高速钢(b,d)的组织形貌及其相应X射线衍射图谱() Fig.1 Microstructures of the as-deposited M3 (a,c)and MN (b,d)high speed steels as well as the corresponding XRD patterns (e) 表2沉积态M3和MN中一次碳化物能谱分析结果（原子数分数） 图2为沉积态M3和MN高速钢凝固过程的热分 Table 2 EDS analysis results of primary carbides in the as-deposited M3 析曲线.由图1可知，首先从1410℃开始析出8Fe,由 and MN high speed steels 于8相中碳和合金元素含量低，碳和合金元素富集在 合金碳化物W Mo Cr V Nb Fe 液相中，随着温度降到1333.7~1330℃时发生包晶反 MC8.4411.893.8971.08 4.68 B 应，L+δFe→y,形成yFe相.随温度进一步下降，MB M2C17.5732.5713.3323.13- 13.39 高速钢在1271.7℃时开始析出富V的MC型碳化物， MC9.2813.844.0052.3511.768.75 MN M2C18.7029.4612.1420.255.1714.27 而MN高速钢中MC碳化物的析出温度则提前至王和斌等: 喷射成形含铌 M3 型高速钢的组织和耐磨性 2 结果与讨论 2. 1 铌对沉积态高速钢组织的影响 图 1 所示为沉积态 M3 和 MN 显微组织及其相 应的 X 射线衍射图谱． 沉积态 M3 高速钢为等轴晶， 晶界上分布着白色条棒状 M2C 相和不规则块状灰黑 色 MC 相． 加入 0. 5% Nb 后，沉积态 M3 中不规则的 MC 型碳化物变成孤立的球形，且其数量增多，尺寸 变小( 由 5 ～ 10 μm 减小到 4 ～ 6 μm) ; M2 C 片层数目 减少，片层变薄． M3 和 MN 高速钢中一次碳化物的 能谱分析结果示于表 2． 由表 2 可知: MC 碳化物中 部分 V 被 Nb 取代，由富含 V 型转变为 V--Nb 复合型 MC 碳化物; M2C 碳化物中固溶少部分 Nb，取代 V 和 Mo． 图 1 ( e) 为 沉 积 态 M3 和 MN 的 X 射 线 衍 射 图 谱． 沉积 态 组 织 均 由 α-Fe、γ-Fe，M2 C 和 MC 组成， MN 中 MC 峰向低角度方向偏移，这是由于 Nb 的原 子半径大于 V，MC 型碳化物中部分 V 被 Nb 取代，使 得其晶格常数增大． 图 1 沉积态 M3 ( a，c) 和 MN 高速钢( b，d) 的组织形貌及其相应 X 射线衍射图谱( e) Fig． 1 Microstructures of the as-deposited M3 ( a，c) and MN ( b，d) high speed steels as well as the corresponding XＲD patterns ( e) 表 2 沉积态 M3 和 MN 中一次碳化物能谱分析结果( 原子数分数) Table 2 EDS analysis results of primary carbides in the as-deposited M3 and MN high speed steels % 合金 碳化物 W Mo Cr V Nb Fe M3 MC 8. 44 11. 89 3. 89 71. 08 ― 4. 68 M2C 17. 57 32. 57 13. 33 23. 13 ― 13. 39 MN MC 9. 28 13. 84 4. 00 52. 35 11. 76 8. 75 M2C 18. 70 29. 46 12. 14 20. 25 5. 17 14. 27 图 2 为沉积态 M3 和 MN 高速钢凝固过程的热分 析曲线． 由图 1 可知，首先从 1410 ℃开始析出 δ-Fe，由 于 δ 相中碳和合金元素含量低，碳和合金元素富集在 液相中，随着温度降到 1333. 7 ～ 1330 ℃ 时发生包晶反 应，L + δ-Fe→γ，形成 γ-Fe 相． 随温度进一步下降，M3 高速钢在 1271. 7 ℃时开始析出富 V 的 MC 型碳化物， 而 MN 高 速 钢 中 MC 碳化物的析出温度则提前至 · 133 ·