碳化物对粉末冶金刀具钢断裂机理的影响

通过对M390粉末冶金刀具钢材料进行扫描电子显微组织观察、X射线衍射分析以及原位拉伸试验,研究了M390粉末冶金刀具钢微观组织结构和拉伸断裂行为,并分析了碳化物在粉末冶金刀具钢断裂过程中的作用。研究发现:M390粉末冶金刀具钢的显微组织是由基体和分布在基体上的碳化物两部分组成,其中基体组织为铁素体,碳化物则包括富铬等合金元素的M_(7)C_(3)和M_(23)C_(6)型碳化物,这些碳化物相严重影响M390粉末冶金刀具钢的断裂。随着外加载荷增加,分布在基体上的碳化物相提前开裂,形成裂纹源,裂纹呈现穿过或绕过碳化物的形式扩展,在进一步加载的情况下,裂纹处形成应力集中,导致基体发生脆性断裂。碳化物相成为M390粉末冶金刀具钢断裂过程的薄弱环节。试样断口呈现脆性断裂特征,并包含少量韧窝,且韧窝中存在第二相质点,即碳化物。