《高性能低成本高速钢》所要解决的技术问题是提供了一种高性能低成本高速钢,不仅要进一步降低稀缺元素的含量,从而使钢材成本大幅减少;而且其性能达到通用高速钢M2水平,尤其在高转速、大进刀量条件下使用时性能优于M2钢。
《高性能低成本高速钢》所采用的技术方案是,该高速钢的各种元素含量为:0.8-1.2Wt%C,1.7-3.0Wt%Si,0.3-1.0Wt%RE,3.5-5.0Wt%Cr,1.0-3.0Wt%Mo,2.5-4.5Wt%W,0.8-1.6Wt%V,0.1-0.5Wt%Mn,杂质元素P和S含量分别小于0.03Wt%,其余为Fe。
上述合金元素中的C、W、Cr、Mo、V在高速钢中的作用已为公知。该发明中Si作为主要合金元素并高含量地加入,其主要作用机理在于:Si能促使高速钢凝固时形成的对性能有害的M2C在再次加热时分解为M6C及MC,从而可消除柱状M2C,使碳化物细化,韧性提高。此外,Si还能细化回火时析出的二次碳化物,使回火硬度提高;Si能细化奥氏体晶粒,提高600℃红硬性及低温淬火硬度;Si还可以改善高速钢的切削性能和磨削性能。虽然有专利如公开号CN1296084A、CN1047536A、CN1055773A、CN1049189A等合金中也加入了Si,但其成分设计中Si含量的上限也均在该发明的下限之下;在其它的一些文献报道中,Si在高合金高速钢中虽然也有应用,但只是作为辅助元素而非主要合金元素应用。该发明中加入高含量RE,其主要作用机理在于:RE能净化钢液,进而净化合金的晶界,并有细化晶粒、碳化物析出相,改变夹杂物形态和分布,从而提高热加工塑性和常温的韧性作用。该发明中加入微量的Mn,主要起到固溶强化作用,提高合金强度。
该合金的优点在于:
(1)使用了高含量的资源丰富、廉价的Si,大幅度降低了2006年1月前已有通用高速钢中的贵重元素含量,从而使钢材成本显著降低;
(2)使用了高含量的中国资源丰富的RE,从而明显改善了冶金质量;
(3)《高性能低成本高速钢》的钢各项性能不低于通用高速钢,部分性能明显高于通用高速钢,尤其是在高转速、大进刀量条件下使用时更显其性能的优势。