JIS标准MH51钼钨系高速钢的化学成分与加工性能

# JIS标准MH51钼钨系高速钢的化学成分与加工性能

## 一、化学成分

1. **主要合金元素**

   - **钼（Mo）**：在MH51高速钢中，钼是重要的合金元素。钼的含量通常较高，它有助于提高钢的硬度、红硬性和耐磨性。钼在钢中形成特殊的碳化物，这些碳化物在高温下能够稳定存在，从而保证了高速钢在高温切削等工作条件下仍能保持较高的硬度。例如，在切削过程中，刀具刃部会因摩擦产生高温，钼的存在使得MH51钢的刃部硬度不会因高温而迅速下降，维持良好的切削性能。

   - **钨（W）**：钨也是MH51高速钢的关键合金元素。钨与碳形成的碳化物具有高硬度、高熔点等特点。它能显著提高钢的硬度和耐磨性，并且在高温下能阻止晶粒长大，保持钢的组织结构稳定性。在高速钢中，钨和钼的共同作用，进一步增强了钢的红硬性，即钢在高温下保持高硬度的能力。

   - **碳（C）**：碳是决定钢的硬度和强度的关键元素。在MH51高速钢中，碳含量的合理控制至关重要。适量的碳与钼、钨等合金元素形成碳化物，这些碳化物弥散分布在钢的基体中，提高了钢的硬度。如果碳含量过高，会导致钢的韧性下降；而碳含量过低，则无法形成足够的碳化物，影响钢的硬度和耐磨性。

2. **其他元素**

   - **铬（Cr）**：铬在MH51高速钢中主要起提高钢的淬透性和抗氧化性的作用。铬能使钢在淬火时更容易获得马氏体组织，从而提高钢的整体性能。同时，铬的存在也有助于提高钢的耐腐蚀性，虽然高速钢主要应用于切削等方面，不是主要的耐腐蚀材料，但一定的耐腐蚀性也有助于延长其使用寿命。

   - **钒（V）**：钒在钢中形成细小、弥散分布的碳化物，这些碳化物能够细化晶粒，提高钢的强度和韧性。在MH51高速钢中，钒的存在有助于提高钢的综合机械性能，使钢在承受较大切削力等情况下不易发生变形或断裂。

## 二、加工性能

1. **切削加工性能**

   - **硬度对切削的影响**：MH51高速钢由于其高硬度的特点，在切削加工初期需要使用硬度更高的刀具，如立方氮化硼（CBN）刀具或陶瓷刀具。例如，在车削加工MH51高速钢工件时，如果使用普通硬质合金刀具，刀具磨损会非常快，无法保证加工精度和表面质量。而CBN刀具具有高硬度、高耐磨性和良好的热稳定性，能够有效地切削MH51高速钢。

   - **切削参数的选择**：由于MH51高速钢的高强度和高硬度，在切削加工时，切削参数需要合理选择。例如，切削速度不能过高，否则会导致刀具磨损加剧；进给量和切削深度也需要根据工件的具体要求和刀具的性能进行调整。如果进给量过大，会产生较大的切削力，可能导致工件变形或刀具损坏。

2. **锻造性能**

   - **始锻温度和终锻温度**：MH51高速钢的锻造需要严格控制始锻温度和终锻温度。始锻温度过高会导致钢的过热，使晶粒粗大，影响钢的性能；终锻温度过低则会使钢的塑性降低，容易产生裂纹。一般来说，始锻温度在1050 - 1100°C左右，终锻温度在900 - 950°C左右。

   - **锻造比**：锻造比的合理控制对于MH51高速钢的锻造质量也很重要。适当的锻造比可以改善钢的内部组织，提高钢的性能。如果锻造比过大，可能会导致内部缺陷的产生；而锻造比过小，则无法充分改善钢的组织。

3. **热处理性能**

   - **淬火**：MH51高速钢的淬火是提高其硬度和性能的关键热处理工艺。淬火温度的选择需要jingque控制，一般在1150 - 1250°C之间。淬火介质的选择也会影响淬火效果，常用的淬火介质有油、盐浴等。例如，油淬火能够获得较好的淬火效果，使钢的硬度和韧性得到较好的平衡。

   - **回火**：回火是消除淬火应力、稳定组织和提高韧性的必要工艺。MH51高速钢通常需要进行多次回火，回火温度一般在500 - 600°C之间。多次回火能够使钢中的残余奥氏体转变为马氏体，进一步提高钢的硬度和耐磨性，同时提高钢的韧性，减少淬火裂纹的产生。