电渣重熔M2高速钢共晶碳化物控制研究

采用普通电渣重熔工艺和新型抽锭式电渣重熔工艺制备M2高速钢,研究了熔池深度与局部凝固时间等参数对高速钢铸锭共晶碳化物形貌和类型的影响。结果表明,电渣重熔工艺不改变碳化物类型,两种工艺制备的M2铸锭都存在M_6C、MC、M_2C三种类型的碳化物。抽锭式电渣重熔工艺通过有效控制电渣锭直径(D=120 mm)、熔速(11 mm/min)及熔池深度(h=50 mm),减少局部凝固时间,促进平直层片状共晶碳化物转变为离异棒状、粒状碳化物,碳化物平均晶粒尺寸小于50μm。加快冷却速度会降低组织中共晶碳化物的质量分数,同时也会降低共晶碳化物中强碳化物形成元素如W、Mo、V的含量,使更多碳化物及合金溶于基体中。

电渣重熔M2高速钢铸锭的组织均匀性

利用实验结合数值模拟的方法研究了直径为400mm的电渣重熔M2高速钢铸锭的组织均匀性,比较了靠近铸锭中心及边缘的微观组织差异,分析了局部凝固时间对共晶碳化物形态的影响规律。结果表明,靠近中心区域为粗大的柱状晶,莱氏体共晶包直径从100μm到400μm不等,共晶碳化物层片最宽可达几十微米,长度可达一百多微米。计算得到铸锭心部的局部凝固时间最长约1 300s。而靠近铸锭边缘处,柱状晶更加细小,共晶包直径介于50~200μm之间,共晶碳化物层片宽度约10μm左右,长度约几十微米。计算得到铸锭边缘的局部凝固时间最短为365s。电渣锭凝固至准稳态时,金属熔池呈锅底状,实测熔池深度约178mm,与模拟结果基本吻合。