高速鋼中的碳化物

高速鋼中的碳化物種類多，形態各異。

碳化物按實際生成情況分為 一次碳化物（直接由液相析出）和二次碳化物（從固體基體中析出 ）

根據合金元素和碳原子的不同百分比，高速鋼中存在的碳化物主要為： M6C、MC、 M23C6 、M2C、M3C等

M6C型碳化物 ：典型的M6C型碳化物是Fe4W2C。  其中Fe和W可以相互置換，形成Fe3W3C或Fe2W4C。  鋼中含有的Cr、Mo、V可溶解在M6C中，Mo、V可置換W；Cr可置換Fe、W，這就使M6C穩定性不同。如Cr溶入M6C中，使M6C穩定性下降。  M6C的硬度為73.5HRC-77HRC  在掃描電鏡下觀察，呈白亮色。存在于鑄態、退火態、淬火態和回火態中

M23C6型碳化物：典型碳化物是Cr23C6   主要合金元素為Cr和Fe，鐵含量可以很高，甚至超過Cr，可溶入一定量的W、Mo和極少的V  其穩定性較差，淬火加熱時，全部溶于奧氏體中 增加 鋼的淬透性，存在于退火態中。

MC型碳化物：以V為主的VC， 能溶解少量的W、Mo、Cr等元素。VC的高硬度可達HRC83-85。 碳化物VC的穩定性高，即使在淬火加熱溫度下，也不能全部溶解。可在高溫回火過程中析出，使高速鋼產生彌散強化，從而使鋼具有高的耐磨性（二次硬化）。在掃描電鏡下觀察呈灰黑色   存在狀態：退火態、淬火態和回火態。

M2C和M7C3型碳化物：典型碳化物為W2C、Mo2C 高速鋼在回火過程中，當溫度超過500℃時，自馬氏體中析出W2C、Mo2C，引起鋼的彌散硬化。 在掃描電鏡下觀察M2C呈灰色。 存在于鑄態、回火態。  當回火溫度超過650℃時，則析出M6C及M7C3，它們容易聚集長大，使鋼的硬度下降。

碳化物的穩定性：結合能高的，碳化物硬度高，熱穩定性好，簡單型碳化物結合能高 ，熱穩定性好，熱穩定性順序由低到高： M3C 、M7C3、 M23C6 、 M6C、 M2C 、 MC

碳化物分布對高速鋼性能的影響

1）碳化物不均勻分布類型       

一次碳化物不均勻度（碳化物偏析）：一次碳化物不均勻度是指經熱塑性變形加工破碎后共晶碳化物沿縱向的分布情況。        

大顆粒碳化物：單個碳化物顆粒達到9um以上。    

碳化物堆積：常見于高速鋼退火態，正常碳化物應呈細小顆粒均勻分布于基體上，而碳化物堆積處碳化物外形不規則，似棉絮狀

2） 碳化物分布對高速鋼性能的影響

高速鋼共晶碳化物不均勻分布，使鋼材機械性能呈現各向異性，降低了鋼材的強度、塑性和韌性。

大塊碳化物是高速鋼韌性降低，磨削性能降低的重要原因    在熱壓力加工過程中，碳化物集中處鋼材塑性降低，容易引起開裂

碳化物集中處有較多的碳和合金元素，熔點低，易產生過熱、過燒現象，淬火后有較多的殘余奧氏體 ，易產生回火不足

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