摘要
粉末冶金S35VN钢作为一种具有高硬度、高耐磨性等优良性能的高速钢，常被用来制作高端刀具。现阶段国产粉末冶金S35VN高速钢在成分设计、成型制备工艺方面已经日渐成熟，但后续的热处理工艺仍处在摸索阶段。本文以热轧态S35VN钢为研究对象，对其进行了不同工艺的退火、淬火与回火处理，借助X射线衍射分析仪、扫描电子显微电镜、洛氏硬度仪、万能拉伸试验机、电化学工作站等对经历不同热处理后S35VN钢的显微组织、力学性能与耐蚀性能等进行表征分析，探索了最佳热处理工艺，得到完整的S35VN粉末冶金高速钢制备流程。结果表明： 热轧态S35VN钢的基体为铁素体和马氏体两相混合，其上分布着M7C3与少量M23C6、MC型碳化物。经860℃、900℃、950℃退火后碳化物均转变为以M23C6型为主，含有少量M7C3和MC；随退火温度的升高，基体内马氏体含量逐渐降低，碳化物数量先减少再增多、平均尺寸先增大再减小、圆度先变大再变小，合金硬度、强度下降，塑性提升；950℃退火后基体全部为铁素体，硬度及抗拉强度均值分别降至23.0 HRC和899 MPa，断裂时应变总量均值升至13.1%，有利于后续切削加工。 950℃退火后的S35VN钢经1060℃、1110℃、1160℃淬火后基体均以马氏体为主，混合部分残余奥氏体，碳化物均主要为M7C3，含有少量M23C6和MC；随淬火温度的升高，基体内残余奥氏体含量升高，碳化物数量减少、平均尺寸减小、圆度变小，合金硬度、强度下降，塑性升高；1060℃与1110℃淬火后硬度均值均超过60.0 HRC，抗拉强度均值均超过1400 MPa，断裂时总应变量在2.1%~3.2%之间，强韧性匹配较好。 1060℃淬火后的S35VN钢经180℃、200℃、220℃回火后基体均以马氏体为主，混合少量残余奥氏体，碳化物类型均以M7C3为主，含有少量M23C6和MC；相较于淬火态，合金硬度下降，强度、塑性提升；200℃回火后硬度均值为57.3HRC，抗拉强度均值为1901MPa，断裂时总应变量均值为3.6%，综合性能最优。 综上，热轧态S35VN钢经950℃退火后硬度、强度显著降低，利于后续车削加工。车削加工完成后进行1060℃~1110℃的淬火，提升硬度、强度。淬火后再通过200℃回火进一步提升强度，并优化强韧性匹配。
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