高速工具鋼簡(jiǎn)稱為高速鋼，是特殊鋼經(jīng)過特殊熱處理可以獲得高硬度(HRC60以上)和高耐磨性的耐熱耐磨鋼類，其主要用于制造各種機(jī)床的切削工具、航空高溫軸承及特殊耐熱耐磨零部件等。帶鋼熱軋機(jī)上的軋輥即為高速鋼復(fù)合軋輥，輥套采用高速鋼材料，與高鉻鑄鐵軋輥相比，高速鋼復(fù)合軋輥的力學(xué)性能已顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)。

但由于高速鋼復(fù)合軋輥工作層的基體上通常分布著組織粗大、脆性高的碳化物，導(dǎo)致輥面的硬度和熱疲勞性能不佳，耐磨性較差，使用壽命較短，換輥頻度上升，加上成本因素綜合考慮，仍不能*取代高鉻鑄鐵軋輥。針對(duì)上述問題，本文開展了影響高速鋼組織與性能的研究，對(duì)加入釩、鈮等合金元素的軋輥用高速鋼試件進(jìn)行了淬火與回火熱處理試驗(yàn)，分析了淬火溫度、回火溫度對(duì)高速鋼硬度的影響，并通過金相組織顯微觀察和能譜分析，研究了高速鋼中碳化物的主要類型，制定了能獲得更多顆粒狀彌散分布碳化物的熱處理工藝參數(shù)，進(jìn)而為高速鋼復(fù)合軋輥的實(shí)際生產(chǎn)提供了依據(jù)。
　　
　　實(shí)驗(yàn)材料為含釩、鈮的高速鋼，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：3.0V，2.0Nb，3.0W，3.0Mo，5.0cr，0.8C。試樣是在真空條件下用感應(yīng)爐熔煉，然后在臥式離心機(jī)上采用內(nèi)襯樹脂砂的金屬模離心鑄造φ120mm×140和φ80mm×140mm的試件。鑄態(tài)試件用線切割機(jī)切割成小塊的條狀試樣。將條狀試樣在不同溫度(950、1000、1050、1100、1150和1200℃)下保溫1h后油淬，冷卻至室溫。淬火后的試樣分別進(jìn)行不同溫度(500、520、540、575和600℃)保溫2h的二次回火試驗(yàn)。
　　
　　軋輥用高速鋼中加入V、Nb元素后，可促進(jìn)顆粒狀碳化物MC的生成，改善碳化物的形狀、大小和分布。當(dāng)V、Nb含量較少時(shí)，彌散顆粒狀碳化物的數(shù)量較少，菊花狀碳化物大量生成;當(dāng)V、Nb含量達(dá)到5%左右時(shí)，生成的彌散顆粒狀碳化物較多，此時(shí)高速鋼的硬度可達(dá)到最大值;若V、Nb含量過大，基體中的彌散顆粒狀碳化物數(shù)量減少，生成的碳物粗大，反會(huì)降低高速鋼的力學(xué)性能。

高速鋼的最佳淬火溫度為1100～1150℃，在此溫度下淬火，硬度可達(dá)69HRC。淬火溫度高于1000℃，高速鋼淬火后得到的硬度都相當(dāng)高，但超過1150℃，隨淬火溫度的升高，硬度值又會(huì)顯著下降。高速鋼的二次回火最佳溫度為500～525℃，此時(shí)軋輥用高速鋼出現(xiàn)二次硬化峰68.5HRC。回火盡管沒有改變碳化物的類型，但對(duì)碳化物的大小、分布、體積分?jǐn)?shù)以及基體的性能影響很大，改善了碳化物的沿晶分布，析出的MC型碳化物晶粒細(xì)小，分布均勻，纖維狀減少而棒狀增加。所研究的含V、Nb的軋輥用高速鋼，其碳化物主要類型有：M7C3、M6C和MC等，呈菊花狀、長(zhǎng)條狀和顆粒狀分布。