熱旋鍛變形對(duì)TiCN強(qiáng)化ASP30粉末冶金高速鋼的組織及性能研究

陳澤民，張乾坤，肖逸鋒，吳 靚，錢錦文，李蘇望，唐 俊

湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院, 湘潭 411105

粉末冶金高速鋼避免了傳統(tǒng)鑄鍛高速鋼熔煉過程中粗大萊氏體碳化物等偏析組織的產(chǎn)生，具有組織細(xì)小均勻的特點(diǎn)，并可提高基體中碳化物合金元素的含量，如W、Mo、Cr、V、Nb等主要合金元素含量總和（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）可達(dá)40%左右[1?3]，便于制備超高合金的高硬度高速鋼。由于具有均勻細(xì)小的組織和無偏析的成分，粉末冶金高速鋼兼具優(yōu)異的強(qiáng)韌性和高硬度，被廣泛應(yīng)用于切削刀具、絲錐、拉刀及模具等機(jī)械加工行業(yè)[4]，但相對(duì)于硬質(zhì)合金以及超硬材料而言，粉末冶金高速鋼仍存在高溫硬度低、耐磨性差等缺陷。

TiCN是由TiC和TiN連續(xù)固溶而形成的單一化合物，TiC與WC相比具有更高的熱硬度以及更低的摩擦系數(shù)，且TiN在金屬陶瓷中可提高合金的共晶溫度，在抑制晶粒析出長(zhǎng)大的同時(shí)，也抑制了硬脆中間相的形成[5]，故部分TiCN的加入有望提高粉末冶金高速鋼的耐磨性[6]。但在普通鋼結(jié)合金中，粘結(jié)相與TiCN之間的潤濕性較差，燒結(jié)過程中會(huì)發(fā)生鈦基硬質(zhì)相向棒料內(nèi)部以及鈷粘結(jié)相向棒料表面遷移的現(xiàn)象，使其棒料內(nèi)部孔隙以及微裂紋等缺陷增多，進(jìn)而導(dǎo)致該合金韌性的降低[7]。因而，控制燒結(jié)液相的含量和增強(qiáng)TiCN與粘結(jié)相的潤濕性是提高TiCN強(qiáng)化粉末冶金高速鋼材料強(qiáng)韌性的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)粉末冶金高速鋼采用氣霧化和熱等靜壓法進(jìn)行制備，難以直接制備出硬質(zhì)相強(qiáng)化的粉末冶金高速鋼。……