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W18Cr4V 的碳化物不均匀度:级别差一级,刃磨就崩

发布时间:2026-11-07|供应单位:上海熔恒特种合金有限公司|咨询:唐先生 13301717224|关键词:W18Cr4V 高速钢 碳化物

W18Cr4V 是钨系高速工具钢,碳 0.73%~0.83%、钨 17.20%~18.70%、铬 3.80%~4.50%、钒 1.00%~1.20%、硅 0.20%~0.40%、锰 0.10%~0.40%,以退火状态交货、硬度不超过 255 HBW,淬火回火后硬度约 63 HRC,600℃ 附近仍能保持较高硬度。

莱氏体钢的碳化物天生粗大

这支钢的碳与钨都高,凝固时先析出共晶莱氏体,碳化物呈网状或块状分布在枝晶间,尺寸可达几十微米。锻造的作用是把这张网打碎、把碳化物颗粒细化并均匀分布。锻造比不足或变形方向单一,碳化物会保留成带状或网状,这就是碳化物不均匀度的来源。它不能用热处理消除,只能靠锻造。

级别差一级会怎样

碳化物不均匀度按级别评定,级别越高,碳化物越粗、越不均。粗大的碳化物在刃磨时容易剥落,形成微缺口;使用时刃口在冲击下从这些缺口起裂,表现为崩刃。同一牌号、同一硬度,碳化物级别差一级,刀具寿命可以差出一倍。所以验收条款里必须写碳化物不均匀度的上限,这是最常被漏写、对寿命影响最大的一项。

大规格圆棒
配图:大规格圆棒

1270~1285℃ 淬火与钨的溶解

钨的碳化物溶解温度高,淬火温度必须到 1270~1285℃ 才能把足够的钨溶入奥氏体,拿到红硬性;温度不足,碳化物溶不完,硬度与红硬性都上不去,但晶粒细、韧性好。这个温度区间离初熔不远,过热风险高,盐浴炉与控温精度是关键。预热 820~870℃,大件与复杂件做两级预热。

回火三次的理由

回火 550~570℃ 空冷,利用二次硬化:回火时溶入基体的钨与钒以极细碳化物析出,钉住位错,硬度不降反升。常规做三次回火,原因是每次回火冷却都有部分残余奥氏体转变为马氏体,需要下一次回火把它回火掉;只做一次,残余奥氏体多,尺寸不稳定,使用中还会继续转变。

管件与管坯
配图:管件与管坯

磨削烧伤比硬度下降更早出现

高速钢的热导低,磨削热集中在极薄的表层,冷不透就出现回火烧伤,烧伤层下面是磨削裂纹。烧伤在硬度计上未必读得出来,因为压痕深度可能超过烧伤层;金相或酸洗才能看清。磨削量大时要分段磨、充分冷却,砂轮选择与修整频次要跟上。钨碳化物硬且呈块状,磨削性明显不如钼系高速钢。

脱碳层与刃口软点

淬火温度高、保温时间长,表面脱碳是这支钢的老问题。脱碳层淬不上硬度,刃磨后暴露在刃口就是软点,用户会感觉「这批刀不耐用」。锻造与热处理后必须检脱碳层深度,并在工艺上留出磨除量;盐浴淬火后的残盐要清洗干净,残盐吸潮会在刃口与沟槽处引起点蚀。

光亮棒材
配图:光亮棒材

牌号与检验项目

国内标准是 GB 9943 的高速工具钢,适用范围写明覆盖不大于 120 mm 的热轧、锻制、剥皮、冷拉及银亮棒材,其中前几个牌号还可用于 120~250 mm 的大截面锻制圆钢。验收条款建议写全:牌号加标准号与年份、交货状态与硬度、碳化物不均匀度级别、脱碳层深度、尺寸与弯曲度、大截面锻材的探伤、炉批号。国外对应可对照 SKH2、HS18-0-1、T1、P18、1.3355 等体系。美系同类材料按 ASTM A600 的高速工具钢条款归口,跨体系比价时注意分档方式不同。

本文为上海熔恒特种合金有限公司技术资料整理,成分区间、力学数值与执行标准以现行 GB/ASTM/AMS 标准及随货质保书为准;具体规格与交货状态请与供货方书面确认。

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