ASTM M35高速钢韧性与超硬特性

　　ASTM M35高速钢的用途及特性

　　美国ASTM M35粉末高速钢标准:ASTM A600

　　ASTM M35粉末高速钢为钴钨钼高速钢，提高了红硬性及高温硬度，改善了耐磨性，有较好的切削性，但强度和冲击韧性较低，易于氧化脱碳，用作齿轮刀具、铣削工具以及冲头、刀头等工具，供切削硬质材料用。

　　ASTM M35化学成分：

　　碳C：0.82～0.95

　　硅Si：0.20～0.45

　　锰Mn：0.15～0.40

　　硫S：≤0.030

　　磷P：≤0.030

　　铬Cr：3.80～4.50

　　钼Mo：4.75～5.25

　　钨W：5.50～6.50

　　钒V：1.75～2.15

　　钴Co：4.60～5.00

　　ASTM M35主要特性：高钨高钴含钒高速钢，具有很好的耐磨性，硬度高，抗回火稳定性良好，高温硬度和热硬性均较商，因此，工作温度高，工作寿命较其他的高速钢成倍提高。

　　一、特性

　　(一)化学成分与硬度

　　化学成分影响

　　ASTM M35高速钢主要化学成分包含铁(Fe)、碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)和钴(Co)等元素。其中，钨和钼是形成碳化物的主要元素，它们与碳结合形成硬质碳化物，如碳化钨(WC)和碳化钼(MoC)，这些碳化物能够显著提高钢的硬度。铬元素提高了钢的淬透性、抗氧化性和耐腐蚀性。钴元素的存在增强了钢的热稳定性，使钢在高温下能保持较好的硬度。经过合适的热处理后，ASTM M35的硬度可达到HRC65 - 67。

　　与其他高速钢对比

　　与不含钴的M2高速钢相比，ASTM M35由于含有钴元素，其高温性能更优。例如，在相同的切削速度下，当切削温度升高时，M2高速钢的硬度下降速度比ASTM M35快。在切削硬度为HRC50 - 52的合金钢时，ASTM M35刀具在高温下能够保持更锋利的切削刃，从而提高切削效率和加工质量。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　ASTM M35高速钢的耐磨性得益于其内部的硬质碳化物结构。这些弥散分布的硬质碳化物在与工件材料摩擦时，承受主要的摩擦力，保护钢的基体免受磨损。同时，在磨损过程中，由于合金元素的作用，可能会有新的硬质相在磨损表面形成，进一步增强耐磨能力。

　　实际耐磨表现

　　在钻孔加工中，当使用ASTM M35高速钢制作的钻头对硬度为HRC48 - 50的中碳钢进行钻孔时，相比普通高速钢钻头，ASTM M35钻头的耐磨性能更好。普通高速钢钻头在钻一定数量的孔后，钻头的刃部磨损明显，导致钻孔直径变大，而ASTM M35钻头由于其良好的耐磨性，在钻相同数量的孔后，刃部磨损量小，能保证钻孔的精度。

　　(三)红硬性

　　红硬性的表现

　　ASTM M35高速钢具有较好的红硬性。在切削加工过程中，随着切削热的产生，刀具温度升高。当温度达到650 - 700°C时，其硬度仍能保持在HRC60 - 62左右，这使得它在高温环境下能保持一定的切削性能。

　　对高速切削的意义

　　在高速车削加工中，例如对硬度为HRC45 - 48的不锈钢进行车削时，ASTM M35刀具凭借其红硬性，可以采用较高的切削速度。这不仅提高了车削效率，而且由于在高温下仍能保持较好的硬度，可减少刀具的热变形，从而保证车削的精度，如车削的圆柱度和表面粗糙度等。

　　(四)韧性

　　韧性的微观结构依据

　　ASTM M35高速钢的合金元素配比使得其微观结构中碳化物与基体之间有较好的结合状态。在受到冲击载荷时，这种结构能有效地将能量在碳化物和基体之间传递和分散，避免应力集中，从而赋予材料一定的韧性。

　　在加工中的体现

　　在铣削加工中，当铣削过程中存在一定的冲击载荷(如铣削带有硬质点的中碳钢)时，ASTM M35高速钢铣刀能够承受一定的冲击而不容易发生断裂，保证了铣削加工的顺利进行。

　　(五)可加工性

　　加工工艺适应性

　　ASTM M35高速钢具有一定的可加工性，可以进行锻造、轧制、切削加工和热处理等操作。

　　加工注意事项

　　在锻造时，要严格控制锻造温度范围，始锻温度和终锻温度的jingque控制非常关键，以防止产生锻造缺陷，如裂纹等。在切削加工方面，由于其硬度较高，要选择合适的切削刀具，例如硬质合金刀具，并合理调整切削参数，如切削速度、进给量和切削深度等，以确保加工质量和刀具的使用寿命。在热处理过程中，必须按照规定的工艺参数进行操作，以获得理想的性能。

　　二、用途

　　(一)金属切削刀具

　　切削中高硬度材料

　　ASTM M35高速钢常用于制造切削中高硬度材料的刀具。对于硬度在HRC45 - 55的合金钢、不锈钢等材料的切削加工，ASTM M35刀具能够发挥其高硬度、耐磨性和红硬性的优势。例如，在机械制造领域，对各种结构件用合金钢进行切削加工时，ASTM M35刀具能够有效地进行加工，保证加工精度和表面质量。

　　通用刀具制造

　　由于ASTM M35高速钢具有较好的综合性能，它也被用于制造通用刀具。在制造如麻花钻、立铣刀等通用刀具时，ASTM M35能够确保刀具在不同的加工条件下具有较好的性能，满足一般的金属加工需求。

　　(二)模具制造

　　冷作模具制造

　　ASTM M35高速钢可用于制造冷作模具中的部分部件，如小型冲头、简单凹模等。在冷冲压加工硬度适中的金属板材或带材时，例如一些普通的中碳钢板材或钢带，ASTM M35的高硬度、耐磨性和韧性能够保证模具部件的使用寿命。其高硬度可以抵抗板材对模具的磨损，韧性能够承受冲压过程中的冲击力。

　　热作模具制造

　　在热作模具制造中，ASTM M35也有一定的应用。例如在一些小型热锻模具中，ASTM M35可用于制造模具的辅助部件。在热锻过程中，虽然模具主要承受部件由其他高性能材料承担，但ASTM M35的良好红硬性、高硬度和耐磨性能够在一定程度上提高模具的整体性能，并且能够保证热锻产品的质量。