摘 要

本文在研究前人的技术上，对W18Cr4V钢的球化退火工艺进行了相应的研究。通过设计三种不同的球化退火实验，对试样进行热处理后，观察其金相，并测得其硬度。比较了三种球化退火处理后得到的金相组织的不同和硬度上的差异，再结合热处理工艺所需的温度、持续时间等相关因素，选出热处理效果好且效率高的工艺。本文对W18Cr4V钢的成分组织，性能特点进行了详细的介绍。阐述了不同类型的球化退火工艺，对不同类型的球化退火的工艺得到的金相组织和硬度进行了分析，得到了适合应用于生产的球化退火工艺，对W18Cr4V钢的实际生产有一定的作用。

关键词：W18Cr4V；球化退火；金相组织；硬度

Abstract

The paper mainly studies the spheroidizing annealing process of W18Cr4V steel. Three different spheroidizing annealing experiments were designed, including ordinary spheroidizing annealing experiment, isothermal spheroidizing annealing experiment and periodic spheroidizing annealing experiment. After the heat treatment, the metallographic observation was observed and the hardness was measured. The differences in the microstructure and the hardness of the microstructures after three kinds of spheroidizing annealing were compared. The heat treatment efficiency and the high efficiency were selected according to the relevant factors such as the temperature and duration required for the heat treatment process. In this paper, the composition and performance characteristics of W18Cr4V steel are introduced in detail. The different types of spheroidizing annealing process are described. The microstructure and hardness of different types of spheroidizing annealing are analyzed, and the spheroidizing annealing process suitable for production is obtained. The actual production of W18Cr4V steel is The role.

Key words: W18Cr4V；spheroidizing annealing；microstructure,；hardness

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2目的及意义 3

1.3主要内容 3

第2章 W18Cr4V钢的球化退火处理 6

2.1 W18Cr4V钢退火的意义 6

2.2 W18Cr4V钢的球化退火 6

2.2.1普通球化退火工艺 6

2.2.2等温球化退火工艺 7

2.2.3.周期球化退火工艺 8

第3章W18Cr4V钢的球化退火实验 9

3.1试样准备 9

3.2实验仪器 9

3.3试样处理和实验方法 9

3.3.1线切割 9

3.3.2热处理 9

3.3.3 制备金相 10

3.3.4观察金相 10

3.3.5硬度测试 11

第4章W18Cr4V钢的球化退火实验结果分析 12

4 .1金相分析 12

4 .2 硬度 14

第5章 结论与展望 16

参考文献 17

致 谢 18

第1章 绪论

1.1课题背景

切削加工技术有着广泛的用途。据有关资料统计，切削加工技术在国外的制造过程中的应用比例约占百分之八十到百分之八十五，然而，这一技术在国内加工制造过程中占据较高的比例，该比例约为百分之九十^【1】。

正如大家所知道的，刀具作为重要的加工机具，无论是在机床上还是在制造业其他领域都发挥着不可或缺的作用。刀具的性能与其采用的材料，结构以及几何形状这三个要素息息相关，其中，刀具所采用的材料对其性能起着决定性的作用。在一个较权威的研究报告中，国际生产工程学会（即CIRP）一致认为，材料的好坏以及先进性决定着刀具的切削速度的快慢^【2】。早在二十世纪初的时候，用于制造刀具的材料主要是硬质的合金以及高速钢，经过近几年的不断发展，刀具的材料也开始采用这些具有耐高温性能的陶瓷以及超硬质材料，耐热温度有五百摄氏度到六百摄氏度之间增长到一千二百摄氏度以上。其切削速度也提高到一千米每分钟，从而使得其生产效率在不到一百年的时间增加一百倍^【3】。

刀具钢的种类较多，并且每个种类都有着其独特的特征，在其领域内发挥着重要作用。因为它们具有不同的特点，因此其应用的场合也不相同^【4】。

1898年由美国机械工程师泰勒(F .W . Taylor)和冶金工程师怀特(M．White)发明的高速钢至今仍是一种常用刀具材料^【5】。所谓的高速钢就是一种高合金工具钢，并在该高合金工具钢中加入Mo、W、V、Cr等元素，其中的含碳量在百分之零点七到百分之一点零五。高速钢的切削温度可以达到六千度，具有较高耐热性，其切削速度也比合金工具钢以及碳素工具的钢快好多倍，并因此而得名。该材料还具有较好的成形性以及韧性，因此其用来制造各种刀具，如麻花钻以及拉刀、丝锥以及齿轮刀具、和小直径的铣刀等。由于其是一种含有较多铬、钨等元素的高合金钢，使得其经过热处理还具有较高的热硬性以及淬透性，还使得其在高达六百摄氏度的切削温度下，依然保持其原来的硬度不变^【6】。进过试验发现，经过一小时的六百摄氏度的加热，连续重复上述动作4次，发现高合金钢的硬度仍然为HRC62～63，而一般的合金钢或者高碳工具钢在切削温度为二百到三百摄氏度时，其硬度就已经出现明显降低的现象，因此在制造条件较繁重或者高速下普遍采用高速钢。但是，高速钢也有其缺陷，即具有较差的耐磨性以及耐热性等，不能满足现代制造环境对切削刀具的要求；此外，含有钨元素的高速钢也因世界上钨元素的逐渐减少而面临着发展危机，这些问题是阻碍高速钢发展的重要问题，只有解决了这些问题高速钢材料才能获得较快的发展。据有关部门估计，钨元素的储量只够使用四十到六十年^{【7】、【8】}。

随着刀具材料的快速发展，高速钢所制的刀具呈现出减少的趋势，减少速度约为每年百分之五^【9】。据2006年统计，全球范围内高速钢的总量约占特钢总量的百分之零点一，约为十六万到二十二万吨，（国内高速钢的总量约占特钢总量的百分之零点三，占钢铁总量的百分之零点零三），该比例还在不断的下降^【10】。