不同的铝对M2高速钢的凝固组织有什么影响?

属于高碳高合金菜氏体钢，具有硬度高、耐磨性高、红硬性好等优点，广泛用于制造高速切削刀具和高负荷模具。但在切削高温合金、高强度耐腐蚀合金、钛合金等难加工材料时，普通高速钢的性能难以满足要求。添加A1、C0等非碳化物形成元素是提高高速钢硬度和红硬性的重要手段。与C0元素相比，Ai元素储量丰富，成本低廉，开发含Al超硬高速钢具有很大的发展前景。

至于A在高速钢中的作用，目前的研究主要集中在淬火和回火热处理组织和性能的演变，关于A|对高速钢凝固过程影响的研究资料很少，A|含量的变化及其对共晶碳化物的影响更少。因此，抚顺特钢以应用广泛的M2高速钢为对象，研究了Al含量对高速钢凝固组织的影响。

M2高速钢在15KG真空感应炉中熔炼，出钢前加入FESI65脱氧，将第一批钢水直接浇铸到直径为40毫米的铁模中，获得了M2高速钢的原始铸锭。在出钢前的第二次和第三次熔炼中，将0.6%和1.2%的铝块（纯度：99.7%）加入到钢水中。在熔化和均匀化之后，获得含A|钢的铸锭。利用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜、Ebsd和X射线行射等手段，分析了不同铝含量（0%、0.6%、1.2%）的M2高速钢的铸态组织，研究了铝对高速钢凝固组织转变，特别是共晶碳化物形态和组织的影响。结果表明：

（1）1）M2高速钢钢锭基体的正学组织是位错马氏体、加入过量A（1.2%）后，在晶粒中心形成大最铁素体和低位错密度的针状碳化物，形成的铁素体不能通过高温热处理消除，这对高速钢的硬度有不利影响。

（2）Ai促使M2C共晶碳化物形态由纤维状变为片状，表现出完全不同的形态和结构特征：片状M2C与纤维状M2C相比，存在微孪晶和堆垛层错等晶体缺略，不同片最具有不同的晶向，片晶表面平行于（0002）晶面，表现出各向异性的晶体生长特征。

（3）A！提高了共晶碳化物的热稳定性，不利于碳化物的高温断网和球化。过量添加Ai后，甚至会形成大量铁素体，显著降低淬火硬度。因此，在设计高速钢成分时应控制Ai的加入量，以避免过量的Ai对高速钢组织和性能的不利影响。