DIN标准PMD M4钼钨系高速钢的化学成分与加工性能

# DIN标准PMD M4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**

   - **碳（C）**：M4高速钢中的碳含量较高，一般在1.25 - 1.40%之间。高碳含量有助于提高钢的硬度和耐磨性。例如，在切削刀具的应用中，足够的碳含量可以确保刀具刃口在高速切削时保持锋利，抵抗磨损。

   - **钼（Mo）**：钼是M4钢中的重要合金元素，含量大约在4.5 - 5.5%。钼能提高钢的淬透性，细化晶粒，并且在回火过程中产生二次硬化效应。这使得M4钢在高温下仍能保持较高的硬度和强度。

   - **钨（W）**：钨的含量通常在5.5 - 6.75%。钨与碳形成的碳化物硬度极高，弥散分布在钢基体中，对提高钢的硬度、耐磨性和红硬性有着重要作用。例如，在高速切削高硬度材料时，钨的存在能防止刀具刃部软化。

   - **铬（Cr）**：铬含量一般在3.75 - 4.5%。铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，同时也有助于提高钢的淬透性。在M4钢中，铬与其他合金元素共同作用，改善钢的综合性能。

2. **其他元素**

   - **钒（V）**：M4钢中还含有一定量的钒，大约1.75 - 2.25%。钒形成的碳化物非常细小且弥散分布，能进一步提高钢的耐磨性、硬度和红硬性。

## 二、加工性能

### （一）锻造性能

1. **始锻温度与终锻温度**

   - M4高速钢的始锻温度一般在1050 - 1100°C之间。这个温度范围可以使钢处于较好的塑性状态，便于进行锻造操作。终锻温度不能过低，通常应控制在900 - 950°C。如果终锻温度过低，钢的塑性会急剧下降，容易产生裂纹。

2. **锻造比**

   - 合适的锻造比对于改善M4钢的内部组织非常重要。一般锻造比在5 - 10之间较为合适。通过合理的锻造比，可以破碎钢中的铸态组织，使碳化物分布更加均匀，提高钢材的质量。

### （二）切削加工性能

1. **硬度影响**

   - 在退火状态下，M4钢的硬度相对较低，切削加工相对容易。然而，在淬火和回火后，其硬度显著提高，切削加工难度增大。因此，对于淬火和回火后的M4钢，需要采用合适的切削刀具和切削参数。例如，使用硬质合金刀具，采用较低的切削速度、适当的进给量和切削深度。

2. **刀具磨损**

   - 由于M4钢中的合金元素含量高，在切削过程中，刀具容易产生磨损。特别是在连续切削时，刀具的磨损速度较快。为了减少刀具磨损，可以采用切削液进行冷却和润滑，提高刀具的使用寿命。

### （三）热处理性能

1. **淬火**

   - M4钢的淬火温度较高，一般在1175 - 1220°C之间。在淬火过程中，需要严格控制加热速度、保温时间和冷却速度等参数。例如，采用油冷或盐浴冷却，以获得理想的马氏体组织。

2. **回火**

   - 回火是提高M4钢韧性和消除内应力的重要工序。回火温度通常在540 - 590°C之间，需要进行多次回火，一般为2 - 3次。通过回火，可以使钢的硬度、强度和韧性达到较好的平衡。