热处理工艺对W2Mo9Cr4VCo8高速钢硬度和组织的影响

W2Mo9Cr4VCo8（美国牌号M42）是超硬型高钴韧性高速钢，该钢具有高的硬度和红硬性，同时回火稳定性及耐磨性也非常好，易于机加工，广泛用于金属切削刀具的制造，但采用该材料制造轴承还不常见。为了适应某型号轴承高硬度、高耐磨性和耐疲劳性能的工况要求，尝试选用了W2Mo9Cr4VCo8钢制造此类轴承。对轴承零件的热处理工艺进行了详细研究，以期找出热处理工艺对该高速钢硬度和组织的影响规律。

试验用料为直径8mm的W2Mo9Cr4VCo8钢退火状态直条料，供货条件满足GB/T9943-2008《高速工具钢》，其化学成分和材料的冶金质量分别见表1、表2。表1W2Mo9Cr4VCo8钢的化学成分（ω，%）

元素CSPSiMn

1.05000.00380.01190.37400.2530

元素CrVWCoMo

3.67001.15001.43007.95009.2300

表2W2Mo9Cr4VCo8钢的冶金质量

项目测量结果

共晶碳化物不均匀性/级3

脱碳层/mm0.1

低倍组织合格

表面质量合格

硬度/HB234～239

淬火试验在WZC-45真空淬火炉内进行，淬火温度选用1150、1165、1180、1200和1220℃共5种。为减小加热过程中试样内外温度差和加热时产生的内应力，淬火前对试样进行预热，预热温度为850℃，预热时间为20min。5种淬火温度的加热时间均为12min，采用油冷却方式，冷却15min后分别进行常温和-78、-196℃冷处理，并保温1h；冷处理后自然回暖至室温，并分别在520、535和550℃下进行回火，回火时间均为1.5h，回火3次。试验结果表明：（1）W2Mo9Cr4VCo8钢在1150～1220℃温度区间淬火，淬火硬度逐渐降低。（2）W2Mo9Cr4VCo8钢在1150～1220℃温度区间淬火，520～550℃温度区间3次回火，硬度逐渐提高，这主要是淬火后的残余奥氏体在冷处理和回火过程中大量分解转变为马氏体及碳化物析出的缘故。（3）淬火组织晶粒度随淬火温度的升高逐渐增大，1220℃淬火后晶界出现了烧熔现象，为过烧组织。（4）在3种不同的冷处理工艺下处理的试样，经同一回火温度3次回火后，硬度及回火组织差别不大，残余奥氏体含量均为零，因此可以不必进行冷处理。