定向凝固法控制M2高速钢中共晶碳化物形貌演变行为

李婉琴^1,2，夏智斌^1,2，齐文涛^1,2，李强^1,2，郑天祥^1,2，钟云波^1,2

1. 上海大学材料科学与工程学院2. 省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室

摘 要：采用真空布里奇曼定向凝固技术,通过控制凝固过程中的抽拉速度,制备了不同冷却速率下凝固的M2高速钢,研究了M2高速钢凝固过程中共晶组织形貌的演变及演变机制。结果表明:根据试样的抽拉速度与温度梯度之间的关系,能够实现定向凝固过程中冷却速度的精确控制,且抽拉速度与冷却速度成正比。增大抽拉速度可促进共晶碳化物由层片状向短棒状转变。当抽拉速度低于500μm/s时,共晶碳化物形貌为粗大层片状;当抽拉速度远高于500μm/s时,共晶碳化物形貌为短棒状;当抽拉速度为500μm/s时,共晶碳化物形貌为两者的混合。两种不同形貌的共晶碳化物都是M₂C型碳化物。增大抽拉速度能够促进共晶碳化物的析出,同时共晶碳化物中合金元素含量降低。当抽拉速度从20μm/s增加到10 000μm/s时,马氏体（110）晶面间距从2.060 7■减小至2.055 3■。

关键词：M2高速钢;真空定向凝固;抽拉速度;共晶碳化物;形貌;