D0I:10.13374/j.issn1001053x.2000.01.029 第22卷第1期 北京科技大学学报 Vol.22 No.1 2000年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feh.2000 几种高速钢的氧化脱碳行为 曹杰 项长祥) 陈冬) 秦茶”李联生) 1)北京科技大学治金学院，北京1000832)河北省治金研究院，石家庄050031 摘要高速钢V9,M2,M2Al和D606在空气介质中加热时同时产生的氧化层和脱碳层.W9 和D606随时间延长和温度增加脱碳层深度产生峰值：而M2和M2A1未见峰值，分析了产生这 些特性的原因并阐述了一些元素对高速钢的氧化和脱碳的影响， 关键词高速钢：氧化：脱碳 分类号TG142.45 高速钢在热加工和热处理加热过程中，加1.2实验方法 热介质具有氧化性时，钢的表面将产生氧化和 实验研究以空气为介质时M2和其他3种 脱碳.因此，研究高速钢加热时的氧化和脱碳特 高速钢的氧化和脱碳特性.用电阻丝炉加热，选 性，对现实的加热工艺有重要意义. 择900,1000,1050,1100,1150和1200℃6个 为此，本文选择M2和其他3种较成熟的高 加热温度，保温时间分别为20,30,40和50min. 速钢，对比研究了在相同加热介质中，不同加热 每种样品取2个试样在不同温度下保温不同时 温度和不同加热时间条件下，各钢种的氧化和 间后，空冷，然后进行失重计算和脱碳层深度测 脱碳特性.同时分析了产生这些特性的原因并 定 探讨了钢中一些合金元素对高速钢的氧化和脱 1.3氧化和脱碳的测定 碳的影响， 用电子天平称热处理前试样的质量.热处 理后，去除试样表面氧化层，并用自配的除锈液 1试样制备及实验方法 清除试样表面：然后再称试样质量.2次质量之 1.1试样制备 差（△W为样品的氧化失重：再按公式△r≈△WS 试样材料取自W9,M2,M2Al,D6064种高 将氧化失重转换成单位面积氧化损失量△，S为 速钢退火态的商品材，其中M2,M2A1为直径 试样热处理前的表面积. 中12mm圆材，w9,D606为直径10mm圆材.化 测定完氧化层厚度之后，将试样的1个端 学成分见表1.经车削去除原始表面的氧化和 面抛光，经硝酸酒精浸蚀后，在金相显微镜下测 脱碳层，将M2,M2A1切成中10mm×20mm的试 量试样的径向脱碳深度.每个试样测4点，取其 样，w9,D606切成中7mm×20mm的试样，然后用 平均值. 工业酒精清洗表面，在室温下阴干. 最后，取同一温度、同一时间处理的2个试 样的氧化失重值和脱碳深度值的平均值作为实 表14种高速钢的化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of four high speed steels(mass fraction) % 钢种 C Si Mn P Cr Mo V Al W9 0.78 0.36 0.34 0.023 0.011 3.94 3.14 1.41 9.00 M2 0.82 0.30 0.32 0.028 0.010 3.94 5.50 2.02 5.78 M2A11.13 0.35 0.34 0.025 0.005 4.06 5.06 2.03 5.68 0.96 D606 0.98 0.97 0.31 0.025 0.008 3.81 2.70 1.49 4.00 1999-10-11收稿 曹杰男，25岁，硕士生第 2 2 卷 第 1期 2 0 0 0 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n vi e r s iyt o f S e i e n e e a n d Te c h n o of g y B e ij in g V 6 1 . 2 2 N o . 1 F e b . 2 0 0 0 几 种 高速钢 的氧 化 脱碳 行 为 曹 杰 ` , 项 长祥 ` , 陈 冬 2 , 秦 茶 ” 李联 生 ” l )北京科 技 大学冶 金学 院 , 北京 10 0 0 8 3 2 )河 北省 冶金研 究 院 , 石 家庄 0 5 0 0 3 1 摘 要 高速钢 W g , M Z , M ZAI 和 D 6 06 在 空气 介质 中加 热 时 同时产 生的氧 化层 和脱 碳层 . W g 和 D 60 6 随时 间延长 和温 度增 加脱 碳层 深度 产 生峰值 ; 而 M Z 和 M Z AI 未 见峰值 . 分析 了产 生这 些 特性 的 原 因并 阐述 了一些 元素 对 高速 钢 的氧 化和脱 碳 的影 响 . 关 键 词 高速钢 ; 氧化 ; 脱 碳 分 类 号 T G 14 2 . 4 5 高速钢 在 热 加 工和 热处理加 热过程 中 , 加 热介质具 有氧化性 时 , 钢 的表面将产 生 氧化和 脱碳 . 因此 , 研究高速钢 加 热 时 的氧化和 脱碳特 性 , 对现 实的 加 热 工 艺 有重要 意义 . 为此 , 本文选择 M Z 和 其他 3 种较成熟 的 高 速钢 , 对 比研 究了在相 同 加热介质中 , 不 同加热 温度和 不 同加热 时 间 条件下 , 各钢 种 的氧化和 脱碳特性 . 同 时分析 了产 生 这些特性 的原 因 并 探讨 了钢 中一 些合金元素对 高速钢 的氧化和 脱 碳 的影 响 . 1 试样制 备及 实 验方 法 L l 试样制 备 试样材 料取 自 W g , M Z , M ZA I , D 6 0 6 4 种 高 速钢 退 火态 的商品 材 , 其 中 M Z , M ZAI 为 直径 中12 m m 圆材 , w g , D 6 o 6 为 直径中1 0 m m 圆材 . 化 学成 分见 表 1 . 经 车 削去 除原始表 面 的氧化和 脱碳 层 , 将 M Z , M Z A I 切 成中10 m m X Zo m m 的 试 样 , W g , D 6 0 6 切 成 中7 m m X 2 0 m m 的试样 , 然 后 用 工 业酒 精清洗 表面 , 在室 温 下 阴 干 . L Z 实验方法 实验研究 以 空 气为介质 时 M Z 和其他 3 种 高速钢 的氧 化和 脱碳特性 . 用 电阻 丝炉加热 . 选 择 9 0 0 , 1 0 0 0 , 1 0 5 0 , 1 1 0 0 , 1 15 0 和 1 2 0 0 oC 6 个 加 热温 度 , 保温 时间 分别为 20 , 30 , 40 和 50 m in . 每种样 品取 2 个试 样在不 同温度下 保温不 同 时 间 后 , 空冷 , 然后 进行失重计算和 脱碳层深度测 定 . 1 . 3 氧化 和脱碳 的 测 定 用 电子 天平 称热处理 前试样 的质量 . 热 处 理 后 , 去除试样表面氧化层 , 并用 自配 的除锈液 清除试样表 面 ; 然后 再称试样质 量 . 2 次质量之 差 (A 哟 为样 品 的氧化失重 ; 再 按 公 式△: 二 △附召 将氧化失重转换 成单位面积 氧化损失 量△: , S 为 试样热 处 理 前 的表面积 . 测 定 完氧化 层 厚度 之 后 , 将 试样 的 1 个端 面 抛光 , 经硝酸 酒精浸蚀后 , 在金相 显微镜下 测 量试样 的径 向脱碳深 度 . 每个试样测 4 点 , 取其 平均值 . 最 后 , 取 同 一温 度 、 同 一 时 间 处理 的 2 个试 样 的氧化失 重值和 脱 碳深度值 的平 均值作 为实 表 1 4 种 高速钢 的化 学成 分 (质 量分数 ) aT b l e 1 C h e m i e a l e o m P o s it i o n o f fo u r h i g h s P e e d s t e e l s (m a s s fr a e t i o n ) 5 1 M n P 0 3 4 0 . 3 2 0 . 3 4 0 3 1 0 . 0 2 3 0 . 0 2 8 0 . 0 2 5 0 . 0 2 5 5 C r MO V W A I 0 . 0 1 1 3 . 9 4 3 . 14 1 . 4 1 9 . 0 0 一 0 . 0 1 0 3 . 9 4 5 . 5 0 2 0 2 5 . 7 8 一 0 . 0 0 5 4 . 0 6 5 . 0 6 2 . 0 3 5 . 6 8 0 . 9 6 0 . 0 0 8 3 . 8 1 2 . 7 0 1 . 4 9 4 . 0 0 一 `UO ō ,J内气j 弓f了 () . … nU 只 0 ù 2 ,OjQ 7 八0 n n ,且, ù 01 钢 种 W 9 M 2 M ZA I D 6 0 6 19 9 9 一 10 一 1 1 收稿 曹杰 男 , 25 岁 , 硕 士生 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2000. 01. 029