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对比含钴高速钢与其他高速钢在硬度上的差异
更新时间:2024-12-28 11:12:43 点击:0

含钴高速钢在不同温度下的硬度变化规律如下:

常温至 200℃


含钴高速钢常温下硬度较高,一般能达到 63-69HRC 左右 。当温度从常温升高到 200℃时,硬度会逐渐缓慢下降,但整体下降幅度相对较小,仍能保持较高的硬度值,可满足一般的切削加工等需求。这是因为在该温度范围内,合金元素对钢的基体组织起到了一定的强化作用,抑制了硬度的快速降低.

200℃-500℃


随着温度进一步升高到 500℃,普通高速钢的硬度会急剧下降,而含钴高速钢的硬度虽也有所降低,但相比普通高速钢,其下降趋势较为平缓。在这个温度区间内,含钴高速钢中的合金碳化物开始逐渐聚集长大,对硬度产生一定影响,但钴元素以及其他合金元素的存在,使得钢的组织稳定性相对较好,硬度不会出现大幅跳水的情况1.

500℃-600℃


当温度处于 500℃-600℃时,含钴高速钢会发生二次硬化现象。这是由于在该温度范围下,合金元素钨、钼等会析出并生成 Mo₂C 和 W₂C 等碳化物,这些碳化物弥散分布在基体中,阻碍位错运动,从而使钢的硬度不仅不下降,反而有所升高,如 W7Mo4Cr4V2Co5 含钴高速钢在 600℃时硬度可达到 54HRC 左右3.

600℃以上


温度超过 600℃后,含钴高速钢的硬度又会逐渐下降,因为随着温度的持续升高,碳化物的稳定性降低,开始发生溶解等现象,且基体组织也会逐渐软化,导致硬度不断降低,不过其硬度下降速度仍比普通高速钢要慢一些.

对比含钴高速钢与其他高速钢在硬度上的差异

以下是含钴高速钢与其他常见高速钢在硬度方面的差异对比:

常温硬度对比


普通高速钢(以 W18Cr4V 为例):

经过常规热处理后,其硬度通常处于 62 - 65HRC 的范围。这种硬度水平使得它能够应对一部分常规的金属切削加工任务,但在加工一些硬度较高的材料或者对刀具耐磨性要求极高的场合时,可能会出现刃口较快磨损等情况。

含钴高速钢(以 M42 为例):

经过合适热处理后,常温硬度可达到 67 - 69HRC 左右,明显高于普通的 W18Cr4V 高速钢。较高的常温硬度意味着含钴高速钢制作的刀具等在初始使用阶段就能展现出更强的切削能力以及更好的耐磨性,刃口可以保持较长时间的锋利度,更适用于对精度和表面质量要求高的加工场景。

高温硬度对比


普通高速钢(如 W18Cr4V):

当温度升高到 500℃左右时,硬度下降较为明显,一般硬度会降低至 40 - 45HRC 左右。随着温度继续升高,硬度会持续大幅下降,这主要是因为普通高速钢中的碳化物在高温下稳定性变差,容易聚集长大,基体组织软化速度较快,从而导致其切削性能在高温环境下迅速变差,难以满足高速切削、强力切削等对刀具高温硬度要求高的加工方式。

含钴高速钢(如 M42 等):

在 500℃ - 600℃的高温区间内,含钴高速钢会出现二次硬化现象,得益于钴元素以及其他合金元素的协同作用,高温下能析出更多弥散分布的碳化物,阻碍位错运动,维持较高的硬度,在这个温度区间内仍可保持 50HRC 以上的硬度。即使温度进一步升高超过 600℃,其硬度下降速度也要比普通高速钢缓慢,这使得含钴高速钢制作的刀具在高温切削工况下,依然能保持较好的切削性能,不易出现刃口软化、过快磨损等问题,所以更适合用于诸如航空航天领域中对难加工材料进行高速、高温切削加工等情况。

硬度稳定性对比


普通高速钢:

在长时间使用或者反复经历温度变化等复杂工况时,硬度的稳定性相对较差。例如在多次进行切削加工、刀具经历多次加热和冷却循环后,硬度容易出现波动,刃口的磨损情况会逐渐加剧,进而影响加工精度和刀具的使用寿命。

含钴高速钢:

由于钴元素提高了合金的整体组织稳定性,其硬度在长期使用以及面对复杂工况时,稳定性更好。无论是长时间持续切削作业,还是在有一定温度变化的环境下工作,含钴高速钢都能相对更稳定地保持自身的硬度,为保证加工质量和延长刀具使用寿命提供有力支撑。


总体而言,含钴高速钢在硬度方面相较于普通高速钢有着明显优势,特别是在高温硬度和硬度稳定性上表现突出,不过其成本通常也相对较高,在实际应用中需根据具体的加工需求和成本等因素综合考量选用。



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