·796· 北京科技大学学报 第34卷 20m 20m (c) ·MC .MC M.C ·议 (A) 40 60 10m 2) 图3喷射成形MB高速钢组织加热演变：()沉积态：(b)分解后：()X射线衍射图谱：(d)为(b)中白色方框部位的放大图 Fig.3 Microstructure evolution of spray-formed M3 high speed steel:(a)as-spray formed:(b)decomposed:(e)XRD pattems:(d)magnification of white box parts in Fig.(b) 化物在高温分解过程类似包晶转变，奥氏体中的Fe 元素在M2C1y相界面与M,C发生如下反应1-： M2C+Fe→MC+MC. (1) M,C中钒含量远高于M,C,因此随着反应的进 行，MC(以钒为主要元素)的碳化物在M。C内部形 核并长大，一旦M,C片层表面分解完毕，反应 的继续进行就依靠Fe元素穿过M。C扩散到M,C/ M,C界面.M,C共晶碳化物的分解主要受原子的扩 散所控制，因此在相同的温度相同的保温时间 图4铸态M3高速钢1100℃保温1h的微观组织 下，M,C片层厚度是决定反应完成程度的主要因 Fig.4 Microstructures of cast M3 high speed steel after a heat treat- 素，喷射沉积态的M,C片层较薄，原子扩散距离近， ment for1hat1100℃ 因而在加热保温过程中比铸态组织更容易分解山 图4中片层较薄的C位置反应完全而较厚的则只 控制，加热温度越高，原子的扩散能力越强.图5 有部分分解，心部B未分解依然是M,C,箭头A所 中，左列为铸造高速钢的高温分解后形貌，右列为喷 指为完全分解部位，A与B之间有明显的相界面. 射成形高速钢高温分解后形貌.1080℃保温1h,铸 A与B的X射线能谱分析同样表明，A为M,C碳 态组织中M,C碳化物发生分解，但不完全，少量粗 化物（化学成分（质量分数）为：W,10.89%;Mo, 大M,C碳化物心部依然未分解（图5(a)):而沉积 22.25%;Cr,7.34%;V;7.61%;Fe,51.91%),而B 态M2C片层薄，则分解完全，碳化物板条不再平直， 依然是MC碳化物（化学成分（质量分数）为：W, 有颈缩现象（图5(b)).1120℃保温1h,铸态M2C 17.02%:Mo,32.71%:Cr,12.82%;V:29.23%;Fe, 基本分解完全，MC数量也有明显增加（图5(c)); 8.22%). 沉积态中M,C碳化物颈缩更加明显，碳化物变成短 2.2.3加热温度对M,C碳化物分解的影响 棒状（图5(d)).在更高的温度1160℃保温1h,铸 M,C共晶碳化物的分解主要受原子的扩散所 态共晶碳化物断裂，组织明显粗化，由长条状变为短北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 3 喷射成形 M3 高速钢组织加热演变: ( a) 沉积态; ( b) 分解后; ( c) X 射线衍射图谱; ( d) 为( b) 中白色方框部位的放大图 Fig． 3 Microstructure evolution of spray-formed M3 high speed steel: ( a) as-spray formed; ( b) decomposed; ( c) XRD patterns; ( d) magnification of white box parts in Fig． ( b) 化物在高温分解过程类似包晶转变，奥氏体中的 Fe 元素在 M2C /γ 相界面与 M2C 发生如下反应［11--12］: M2C + Fe→M6C + MC． ( 1) M2C 中钒含量远高于 M6C，因此随着反应的进 行，MC( 以钒为主要元素) 的碳化物在 M6 C 内部形 核并长大［13--14］，一旦 M2C 片层表面分解完毕，反应 的继续进行就依靠 Fe 元素穿过 M6 C 扩散到 M2 C / M6C 界面． M2C 共晶碳化物的分解主要受原子的扩 散所控制［15］，因此在相同的温度相同的保温时间 下，M2C 片层厚度是决定反应完成程度的主要因 素，喷射沉积态的 M2C 片层较薄，原子扩散距离近， 因而在加热保温过程中比铸态组织更容易分解［11］． 图 4 中片层较薄的 C 位置反应完全而较厚的则只 有部分分解，心部 B 未分解依然是 M2C，箭头 A 所 指为完全分解部位，A 与 B 之间有明显的相界面． A 与 B 的 X 射线能谱分析同样表明，A 为 M6 C 碳 化物( 化学成分( 质量分 数) 为: W，10. 89% ; Mo， 22. 25% ; Cr，7. 34% ; V; 7. 61% ; Fe，51. 91% ) ，而 B 依然是 M2C 碳化物( 化学成分( 质量分数) 为: W， 17. 02% ; Mo，32. 71% ; Cr，12. 82% ; V; 29. 23% ; Fe， 8. 22% ) ． 2. 2. 3 加热温度对 M2C 碳化物分解的影响 M2C 共晶碳化物的分解主要受原子的扩散所 图 4 铸态 M3 高速钢 1 100 ℃保温 1 h 的微观组织 Fig． 4 Microstructures of cast M3 high speed steel after a heat treat￾ment for 1 h at 1 100 ℃ 控制，加热温度越高，原子的扩散能力越强． 图 5 中，左列为铸造高速钢的高温分解后形貌，右列为喷 射成形高速钢高温分解后形貌． 1 080 ℃保温 1 h，铸 态组织中 M2 C 碳化物发生分解，但不完全，少量粗 大 M2C 碳化物心部依然未分解( 图 5( a) ) ; 而沉积 态 M2C 片层薄，则分解完全，碳化物板条不再平直， 有颈缩现象( 图 5( b) ) ． 1 120 ℃ 保温 1 h，铸态 M2C 基本分解完全，MC 数量也有明显增加( 图 5( c) ) ; 沉积态中 M6C 碳化物颈缩更加明显，碳化物变成短 棒状( 图 5( d) ) ． 在更高的温度 1 160 ℃保温 1 h，铸 态共晶碳化物断裂，组织明显粗化，由长条状变为短 ·796·