ASTM M48高速钢在航空航天领域

　　ASTM M48高速钢的用途及特性

　　美国ASTM M48

　　粉末高速钢标准:ASTM A600

　　ASTM M48

　　粉末高速钢为钴钨钼高速钢，提高了红硬性及高温硬度，改善了耐磨性，有较好的切削性，但强度和冲击韧性较低，易于氧化脱碳，用作齿轮刀具、铣削工具以及冲头、刀头等工具，供切削硬质材料用。

　　ASTM M48

　　化学成分：

　　碳C：1.45～1.55

　　硅Si：0.20～0.45

　　锰Mn：0.15～0.40

　　硫S：0.05～0.07

　　磷P：≤0.030

　　铬Cr：3.50～4.00

　　钼Mo：4.75～5.50

　　钨W：9.50～10.50

　　钒V：2.75～3.25

　　钴Co：8.00～10.00

　　ASTM M48

　　主要特性：高钨高钴含钒高速钢，具有很好的耐磨性，硬度高，抗回火稳定性良好，高温硬度和热硬性均较商，因此，工作温度高，工作寿命较其他的高速钢成倍提高。

　　一、特性

　　(一)化学成分与硬度

　　化学成分影响

　　ASTM M48高速钢主要化学成分包括铁(Fe)、碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)、钴(Co)等。其中，碳含量在一定程度上决定了钢的硬度，较高的碳含量与钨、钼、钒等元素形成大量硬质碳化物，如碳化钨(WC)、碳化钼(MoC)和碳化钒(VC)等。钴元素的加入显著提高了钢的热稳定性和硬度。铬元素有助于提高钢的淬透性、抗氧化性和耐腐蚀性。经过合适的热处理后，M48高速钢的硬度可达到HRC69 - 70，具有极高的硬度。

　　与其他高速钢对比

　　与M2高速钢相比，M48高速钢含有更多的合金元素，尤其是钴元素。在高温环境下，例如切削温度达到800 - 850°C时，M2高速钢的硬度会大幅下降，而M48高速钢由于其独特的化学成分，仍能保持较高的硬度。在切削高硬度材料(如硬度为HRC62 - 65的合金工具钢)时，M48高速钢刀具的使用寿命明显长于M2高速钢刀具。

　　(二)耐磨性

　　耐磨原理

　　ASTM M48高速钢的耐磨性主要源于其内部的硬质碳化物结构。这些硬质碳化物均匀且弥散地分布在钢的基体中，在与工件材料发生摩擦时，硬质碳化物承担了大部分的摩擦力，有效地保护基体不被过度磨损。此外，合金元素的存在可能促使在表面形成耐磨的化合物层，进一步增强耐磨性能。

　　实际耐磨表现

　　在车削加工中，当车削硬度为HRC60 - 62的不锈钢时，使用M48高速钢车刀与普通高速钢车刀对比，M48车刀的耐磨性能更为突出。在相同的车削行程后，普通高速钢车刀的刃部磨损明显，而M48车刀的刃部磨损相对较小，能够保持较好的车削精度。

　　(三)红硬性

　　红硬性的表现

　　ASTM M48高速钢具有zhuoyue的红硬性。在高温切削环境下，当温度达到850 - 900°C时，其硬度仍能保持在HRC65 - 67左右。这使得它在高速切削高硬度材料时能够保持良好的切削性能。

　　对高速切削的意义

　　在高速铣削高硬度的模具钢(如HRC63 - 65的模具钢)时，M48高速钢刀具凭借其优异的红硬性，可以采用更高的切削速度。这不仅提高了铣削效率，而且由于在高温下硬度保持较好，减少了刀具的热变形，从而保证了铣削的尺寸精度和表面粗糙度。

　　(四)韧性

　　韧性的微观结构依据

　　ASTM M48高速钢的微观结构中，合金元素的合理配比使得碳化物与基体之间具有良好的结合状态。在受到冲击载荷时，这种结构能够有效地将能量在碳化物和基体之间传递和分散，防止应力集中，从而赋予材料一定的韧性。

　　在加工中的体现

　　在钻削加工中，当钻削含有硬质点的合金钢(如硬度为HRC58 - 60的合金钢)时，M48高速钢钻头能够承受一定的冲击而不容易发生折断，保证了钻削加工的顺利进行。

　　(五)可加工性

　　加工工艺适应性

　　ASTM M48高速钢具有一定的可加工性，可以进行锻造、轧制、切削加工和热处理等操作。

　　加工注意事项

　　在锻造时，要严格控制锻造温度范围，因为不当的锻造温度可能导致材料内部组织不均匀或产生裂纹等缺陷。在切削加工方面，由于其硬度较高，需要选择合适的切削刀具，如硬质合金刀具，并合理调整切削参数，如切削速度、进给量和切削深度等，以确保加工质量和刀具的使用寿命。在热处理过程中，必须按照规定的工艺参数进行操作，以获得理想的性能。

　　二、用途

　　(一)金属切削刀具

　　切削高硬度材料

　　ASTM M48高速钢常用于制造切削高硬度材料的刀具。对于硬度在HRC60 - 65的高温合金、高硬度模具钢等材料的切削加工，M48刀具能够发挥其高硬度、耐磨性和红硬性的优势。例如，在航空航天制造领域，对高温合金零部件进行切削加工时，M48刀具能够有效地进行加工，保证加工精度和表面质量。

　　精密刀具制造

　　由于ASTM M48高速钢具有出色的硬度和红硬性，它也被用于制造精密刀具。在制造如精密铣刀、铰刀等精密刀具时，M48能够确保刀具在高精度加工要求下具有良好的性能，满足精密机械加工的需求。

　　(二)模具制造

　　冷作模具制造

　　ASTM M48高速钢可用于制造冷作模具中的关键部件，如大型冲头、复杂凹模等。在冷冲压加工高硬度的金属板材或带材时，例如一些高强度合金钢的板材或钢带，M48的高硬度、耐磨性和韧性能够保证模具部件的使用寿命。其高硬度可以抵抗板材对模具的磨损，韧性能够承受冲压过程中的冲击力。

　　热作模具制造

　　在热作模具制造中，ASTM M48也有一定的应用。例如在一些大型热锻模具中，M48可用于制造模具的关键部位。在热锻过程中，虽然模具主要承受部件由其他高性能材料承担，但M48的良好红硬性、高硬度和耐磨性能够在一定程度上提高模具的整体性能，并且保证热锻产品的质量。