DIN标准PMD23钼钨系高速钢的化学成分与加工性能

# DIN标准PMD23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）**：碳在PMD23钼钨系高速钢中起着关键作用。适量的碳含量有助于形成碳化物，提高钢的硬度和耐磨性。一般来说，其碳含量处于一定范围，例如在0.9 - 1.05%左右。较高的碳含量可确保有足够的碳与其他合金元素结合形成稳定的碳化物。

   - **钨（W）和钼（Mo）**：钨和钼是这类高速钢中的重要合金元素。钨的含量可能在5 - 6.5%，钼的含量大概在4 - 5%。钨和钼形成的碳化物具有高硬度、高熔点和良好的稳定性，在高温下能够保持钢的硬度，即提高钢的红硬性。这些碳化物弥散分布在钢的基体中，对钢的强化效果显著。

   - **钒（V）**：钒的含量通常在1 - 1.5%。钒与碳形成的碳化钒硬度极高，而且细小且弥散分布在钢中。这不仅提高了钢的硬度，还能细化晶粒，进一步改善钢的综合性能。

   - **铬（Cr）**：铬含量在3.5 - 4.5%。铬主要提高钢的淬透性，使钢在淬火过程中能够形成更深的硬化层，确保整个工件截面都能获得较好的硬度和强度。

2. **其他元素**

   - 可能还含有少量的硅（Si）和锰（Mn）等元素，用于脱氧和改善钢的一些基本性能。硅有助于提高钢的强度，锰在一定程度上可提高钢的韧性和淬透性，但它们的含量相对较低，一般硅含量在0.2 - 0.5%，锰含量在0.1 - 0.4%。

## 二、加工性能

1. **切削加工性能**

   - **硬度对切削的影响**：由于PMD23高速钢具有较高的硬度，尤其是经过适当热处理后，其硬度可达HRC60 - 65左右。这使得它在切削加工时，刀具的磨损相对较快。在切削这种材料时，需要使用具有更高硬度和耐磨性的刀具，如立方氮化硼（CBN）刀具或陶瓷刀具。例如，在车削PMD23高速钢工件时，普通的硬质合金刀具可能很快就会磨损，而CBN刀具则能保持较好的切削刃形状，提高切削效率。

   - **切削参数的选择**：在切削PMD23高速钢时，切削速度通常要比切削普通碳素钢低。因为过高的切削速度会导致切削温度急剧升高，由于其良好的红硬性，高速钢本身不会迅速软化，但刀具会因高温而快速磨损。一般切削速度可能在30 - 80m/min，进给量和切削深度也要根据具体的加工要求和刀具性能进行合理调整。

2. **锻造性能**

   - **锻造温度范围**：PMD23高速钢的锻造温度范围相对较窄。其始锻温度一般在1000 - 1050°C，终锻温度应不低于900°C。在这个温度范围内进行锻造，可以使钢的内部组织得到改善，细化晶粒。如果锻造温度过高，会导致晶粒粗大，影响钢的性能；如果锻造温度过低，则钢的变形抗力增大，容易产生锻造裂纹。

   - **锻造比控制**：锻造比的控制也很重要。合适的锻造比可以使钢的组织更加均匀。一般锻造比在3 - 5较为合适。通过合理的锻造，可以破碎钢中的铸态组织，使碳化物分布更加均匀，为后续的热处理和机械加工奠定良好的基础。

3. **热处理性能**

   - **淬火性能**：PMD23高速钢的淬火温度通常在1180 - 1220°C之间。在这个温度范围内淬火，可以使合金元素充分溶解到奥氏体中，形成马氏体组织，提高钢的硬度。淬火介质的选择也很关键，常用的淬火介质有油或盐浴等。油淬火可以获得较好的淬火效果，减少淬火应力，避免工件开裂。

   - **回火性能**：回火是消除淬火应力、调整钢的硬度和韧性平衡的重要工序。PMD23高速钢一般需要进行多次回火，回火温度在550 - 580°C左右。多次回火可以使钢中的残余奥氏体进一步转变为马氏体，提高钢的硬度和稳定性。