VoL22 No.4 曹杰等：直空条件下高速到中脱碳的变化 4301 3 高速钢中碳的扩散 散的结果是使与脱碳层相接的基体中碳化物及 其周围的游离碳之间的平衡被破坏，碳化物发 从图2~图4可以看出，在近似真空条件下 生分解.分解产生的游离碳向边缘扩散，而合金 也即在无氧条件下，存在初脱碳层的试样在热 元素溶解在基体中，从而使边缘的碳含量与中 处理过程中会形成较大的脱碳层，形成的原因 心的碳含量之间的含量差缩小，形成了比初脱 主要是存在碳的扩散 碳层大得多的脱碳层， 从动力学角度而言，有初脱碳层的试样就 图5是M2A1的6000倍电镜照片，从照片 与基体之间存在着一定的碳浓度差，为碳的扩 可以看出，中心的碳化物数量明显多于边缘的 散提供了动力，由于不存在氧化性气氛，故可把 碳化物数量且边缘的小颗粒碳化物数量明显减 碳的扩散过程分为如下2个步骤： 少，这也证明了碳化物在高速钢热处理过程中 (1)游离碳由高含量处向低含量处打扩散. 要分解且小颗粒的碳化物首先分解.图中的淬 (2)高含量处由于碳的扩散，使得碳化物和 火态试样指的是预处理的试样，退火态指的是 基体中的碳之间的平衡被打破，碳化物进行分 真空封的试样，从图中可以看出退火态试样中 解，产生更多的游离态的碳。 心比淬火态试样中心的碳化物数量要多，且小 高速钢中存在不同组成的碳化物，这些成 颗粒的碳化物增加.这是因为在退火温度下，试 分不同的碳化物，稳定性也不同，碳化物的分解 样中心有更多碳化物析出：试样边缘的碳化物 情况也不同.但可以认为高速钢中的碳化物和 情况也不同，退火态的碳化物比淬火态的碳化 游离碳之间存在一个平衡，正是由于存在这个 物要大得多，其原因是在退火温度下长时间保 平衡，才使得碳化物分解.当存在碳浓度差时， 温的结果，所以退火时，如果存在初脱碳层，不 在高温条件下游离碳就要向试样边缘扩散，扩 仅可形成更深的脱碳层，而且会使脱碳层中的 (b) 图5M21中碳化物的分布图 ()遇火态中心碳化物的分布：)退火态边缘碳化物的分布：心)淬火态中心碳化物的分布：淬火态边缘碳化物的分布 Fig.5 The distribution of carbides in MZAl