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【宝钢W18Cr4V高速工具钢】宝钢W18Cr4V高速工具钢热处理工艺及应用W18Cr4V高速钢
W18Cr4V钢为W系高速钢，是在T8A钢的基础上主要加入W、Cr、V元素形成的，W18Cr4V钢常用来制造高速切削刀具，也可以用来制造冷作模具。
⒈W18Cr4V钢的特性
⑴、由于W18Cr4V钢中加入大量W、Cr、V元素，使Fe-C相图中的ES线上升并左移，所以钢中出现大量的共晶莱氏体碳化物，其组织形态有 布直接影响钢的性能及使用。故W18Cr4V钢需经反复锻造加工，使其组织中出现的铸态鱼骨状共晶碳化物碎裂成细小的碳化物颗粒，并呈弥散分布，才能使用。
⑵、W18Cr4V钢中加入Cr元素，主要是提高钢的淬透性，固溶于基体强化基体组织，并改善钢的回火稳定性；同时形成Cr的碳化物作为钢中的强化相。
⑶、W18Cr4V钢中加入W、V元素主要是形成碳化物，作为钢中的强化相，提高钢的强度、硬芳与耐磨性；同时细化晶粒，改善钢的韧性。尤其是V元素细化晶粒作用较强。
⑷、W18Cr4V钢在奥氏体化时，W、V元素可随时其碳化物少量地固溶于奥氏体中，进一步提高钢的淬透性，同时冷却后存在于基体组织中，强化基体组织和提高钢的回火稳定性。
⑸、W18Cr4V钢中加入大量的C、W、Cr、V元素，会使MS线（马氏体相变开始点）下移，淬火后组织中存在大量的残余奥氏体，在经回火冷却时会转变成马氏体，即出现二次淬火现象。而淬火组织中的马氏体因溶有大量的W、Cr、V元素，使其保持相当稳定。在270℃回火时才有碳化物ε相析出，至400℃，碳化物ε转变为Fe3C相并进行聚集，此时马氏体硬度下降。回火温度升至400℃以上，开始生成特殊碳化物，400℃至500℃，主要析出铬的碳化物。500℃至600℃，部分Fe3C重新溶解而自回火马氏体中开始析出弥散度很高的碳化物W2C和VC，使硬度回升，即出现二次硬化现象。由于回火马氏体中溶有大量的W、Cr、V元素，使回火马氏体保持较高的硬度，而析出的碳化物聚集的速度较缓慢，因而会产生***的红硬性。
⑹、W18Cr4V钢中加入W元素可以消除钢的回火脆性。
⑺、W18Cr4V钢中存有少量的Si、Mn、Mo元素，除提高淬透性外，主要也固溶于基体组织中，起到强化基体组织和改善钢的回火稳定性的作用。
⒉W18Cr4V钢主要化学成分
0.70%~0.80%C、0.20%~0.40%Si、0.10%~0.40%Mn、3.80%~4.40%Cr、17.50%~19.00%W、≤0.30%Mo、1.00%~1.40%V、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊W18Cr4V钢的热处理工艺
W18Cr4V钢相变点为： AC1820℃、Accm1330℃、Ar760℃、Ms210℃。
W18Cr4V钢的始锻温度1120~1140℃，终锻温度950℃，锻造后堆集冷却或砂中冷却。
W18Cr4V钢常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
等温球化退火 加热860~880℃，保温3h，740~760℃等温，保温5h，炉冷至550℃以下出炉空冷 ≤255HBS Ac1820℃，Accm1330℃，加热温度应在Ac1~Accm线之间，等温温度低于Ar1760℃线以下，以获得粒状珠光体组织+碳化物
不完全退火 加热860~880℃，保温2h，炉冷至550℃以下出炉空冷 ≤277HB 加热温度应在Ac1~Accm线之间，有利于粒状珠光体组织的获得
淬火 一次预热500~650℃，二次预热800~850℃，加热1250~1280℃，保温，油冷 62~64HR 淬火加热温度不高于Accm线，有助于Cr、Mn、Si元素和少量V、W元素的溶解以及共晶硕化物的溶解，提高淬透性，改善回火稳定性。未溶的V、W元素的碳化物及共晶碳化物细化了晶粒，保持强韧性，同时提高硬度与耐磨性
一次预热500~650℃，二次预热800~850℃，加热1200~1240℃，保温，油冷 62~64HRC
一次预热500~650℃，二次预热800~850℃，加热1250~1280℃，保温，550~580℃硝盐浴分级5~10min，出浴空冷 62~64HRC
一次预热500~650℃，二次预热800~850℃，加热1200~1240℃，550~580℃硝盐浴分级5~10min，出浴空冷 62~64HR
回火 加热560~580℃，保温2h，空冷。三次回火 62~64HRC 高温回火时，V、W元素碳化物的析出会增加二次硬化效应，同时残余奥氏体转变为马氏体，出现二次淬火现象
下贝氏体等温淬火 加热1280℃，260℃等温4h，空冷；560℃*2h回火三次 63~67HRC 组织：下贝氏体+马氏全+残余奥氏体。强韧性好，变形小
气体硫碳氮共渗 加热550~560℃，保温2~3h，油冷。渗剂：120~150滴/min 渗剂：采用甲酰胺：乙醇=0.5︰7混合好后，再加入1%(质量分数)的硫脲，氨气流量0.2m3/h
液体渗钒 加热950℃，保温5h，油冷。渗剂：80%Na2B4O7+FeV 2800~3200HV0.1 渗层厚度：0.0165mm。提高表面硬度与耐磨性
⒋W18Cr4V钢的应用
W18Cr4V钢常用来制造冷挤压模具、拉拔模具等。
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奥地利（百禄优质钢材）：M238 M201 M300 M310 M302 K460 K110 K100 K107 W300 W320 W303 S600 S500 S705
美国:P20 P21 L2 L3 L6 420 H13 W110 D3 A3 A4 A5 A6 A7 D2 D3 D4 O1 O2 S1 S2 S4 S5 S6 S7 M35 M42
钨钢:G1 G2 G5 G6 G7 K05 K10 K20 K015 KG1 YG8 YG9 YG12 YG15 YG20 YG25
Cr12 Cr12MoV Cr12Mo1V1 Cr12W CrWMn 9CrWMn 3Cr2Mo 4Cr2MmNi 15Ni3Mn 3Cr17NiMnMo 4Cr13 3Cr13 4Cr5MoSiV1 W6Mo5Cr4V2 W6Mo5Cr4V2Co5 W2Mo9Cr4VCo8 16Mn 60Si2Mn 65Mn 20Cr 40Cr 42CrMO 38CrMoV 38CrMOAL 20CrNiMo 20CrMnTi 30CrNi 30CrNiMo 30CrMnTi
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