ASTM M35高速鋼韌性與超硬特性

　　ASTM M35高速鋼的用途及特性

　　美國ASTM M35粉末高速鋼標準:ASTM A600

　　ASTM M35粉末高速鋼為鈷鎢鉬高速鋼，提高了紅硬性及高溫硬度，改善了耐磨性，有較好的切削性，但強度和沖擊韌性較低，易于氧化脫碳，用作齒輪刀具、銑削工具以及沖頭、刀頭等工具，供切削硬質材料用。

　　ASTM M35化學成分：

　　碳C：0.82～0.95

　　硅Si：0.20～0.45

　　錳Mn：0.15～0.40

　　硫S：≤0.030

　　磷P：≤0.030

　　鉻Cr：3.80～4.50

　　鉬Mo：4.75～5.25

　　鎢W：5.50～6.50

　　釩V：1.75～2.15

　　鈷Co：4.60～5.00

　　ASTM M35主要特性：高鎢高鈷含釩高速鋼，具有很好的耐磨性，硬度高，抗回火穩定性良好，高溫硬度和熱硬性均較商，因此，工作溫度高，工作壽命較其他的高速鋼成倍提高。

　　一、特性

　　(一)化學成分與硬度

　　化學成分影響

　　ASTM M35高速鋼主要化學成分包含鐵(Fe)、碳(C)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)和鈷(Co)等元素。其中，鎢和鉬是形成碳化物的主要元素，它們與碳結合形成硬質碳化物，如碳化鎢(WC)和碳化鉬(MoC)，這些碳化物能夠顯著提高鋼的硬度。鉻元素提高了鋼的淬透性、抗氧化性和耐腐蝕性。鈷元素的存在增強了鋼的熱穩定性，使鋼在高溫下能保持較好的硬度。經過合適的熱處理后，ASTM M35的硬度可達到HRC65 - 67。

　　與其他高速鋼對比

　　與不含鈷的M2高速鋼相比，ASTM M35由于含有鈷元素，其高溫性能更優。例如，在相同的切削速度下，當切削溫度升高時，M2高速鋼的硬度下降速度比ASTM M35快。在切削硬度為HRC50 - 52的合金鋼時，ASTM M35刀具在高溫下能夠保持更鋒利的切削刃，從而提高切削效率和加工質量。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　ASTM M35高速鋼的耐磨性得益于其內部的硬質碳化物結構。這些彌散分布的硬質碳化物在與工件材料摩擦時，承受主要的摩擦力，保護鋼的基體免受磨損。同時，在磨損過程中，由于合金元素的作用，可能會有新的硬質相在磨損表面形成，進一步增強耐磨能力。

　　實際耐磨表現

　　在鉆孔加工中，當使用ASTM M35高速鋼制作的鉆頭對硬度為HRC48 - 50的中碳鋼進行鉆孔時，相比普通高速鋼鉆頭，ASTM M35鉆頭的耐磨性能更好。普通高速鋼鉆頭在鉆一定數量的孔后，鉆頭的刃部磨損明顯，導致鉆孔直徑變大，而ASTM M35鉆頭由于其良好的耐磨性，在鉆相同數量的孔后，刃部磨損量小，能保證鉆孔的精度。

　　(三)紅硬性

　　紅硬性的表現

　　ASTM M35高速鋼具有較好的紅硬性。在切削加工過程中，隨著切削熱的產生，刀具溫度升高。當溫度達到650 - 700°C時，其硬度仍能保持在HRC60 - 62左右，這使得它在高溫環境下能保持一定的切削性能。

　　對高速切削的意義

　　在高速車削加工中，例如對硬度為HRC45 - 48的不銹鋼進行車削時，ASTM M35刀具憑借其紅硬性，可以采用較高的切削速度。這不僅提高了車削效率，而且由于在高溫下仍能保持較好的硬度，可減少刀具的熱變形，從而保證車削的精度，如車削的圓柱度和表面粗糙度等。

　　(四)韌性

　　韌性的微觀結構依據

　　ASTM M35高速鋼的合金元素配比使得其微觀結構中碳化物與基體之間有較好的結合狀態。在受到沖擊載荷時，這種結構能有效地將能量在碳化物和基體之間傳遞和分散，避免應力集中，從而賦予材料一定的韌性。

　　在加工中的體現

　　在銑削加工中，當銑削過程中存在一定的沖擊載荷(如銑削帶有硬質點的中碳鋼)時，ASTM M35高速鋼銑刀能夠承受一定的沖擊而不容易發生斷裂，保證了銑削加工的順利進行。

　　(五)可加工性

　　加工工藝適應性

　　ASTM M35高速鋼具有一定的可加工性，可以進行鍛造、軋制、切削加工和熱處理等操作。

　　加工注意事項

　　在鍛造時，要嚴格控制鍛造溫度范圍，始鍛溫度和終鍛溫度的jingque控制非常關鍵，以防止產生鍛造缺陷，如裂紋等。在切削加工方面，由于其硬度較高，要選擇合適的切削刀具，例如硬質合金刀具，并合理調整切削參數，如切削速度、進給量和切削深度等，以確保加工質量和刀具的使用壽命。在熱處理過程中，必須按照規定的工藝參數進行操作，以獲得理想的性能。

　　二、用途

　　(一)金屬切削刀具

　　切削中高硬度材料

　　ASTM M35高速鋼常用于制造切削中高硬度材料的刀具。對于硬度在HRC45 - 55的合金鋼、不銹鋼等材料的切削加工，ASTM M35刀具能夠發揮其高硬度、耐磨性和紅硬性的優勢。例如，在機械制造領域，對各種結構件用合金鋼進行切削加工時，ASTM M35刀具能夠有效地進行加工，保證加工精度和表面質量。

　　通用刀具制造

　　由于ASTM M35高速鋼具有較好的綜合性能，它也被用于制造通用刀具。在制造如麻花鉆、立銑刀等通用刀具時，ASTM M35能夠確保刀具在不同的加工條件下具有較好的性能，滿足一般的金屬加工需求。

　　(二)模具制造

　　冷作模具制造

　　ASTM M35高速鋼可用于制造冷作模具中的部分部件，如小型沖頭、簡單凹模等。在冷沖壓加工硬度適中的金屬板材或帶材時，例如一些普通的中碳鋼板材或鋼帶，ASTM M35的高硬度、耐磨性和韌性能夠保證模具部件的使用壽命。其高硬度可以抵抗板材對模具的磨損，韌性能夠承受沖壓過程中的沖擊力。

　　熱作模具制造

　　在熱作模具制造中，ASTM M35也有一定的應用。例如在一些小型熱鍛模具中，ASTM M35可用于制造模具的輔助部件。在熱鍛過程中，雖然模具主要承受部件由其他高性能材料承擔，但ASTM M35的良好紅硬性、高硬度和耐磨性能夠在一定程度上提高模具的整體性能，并且能夠保證熱鍛產品的質量。