高速钢中铌作用？（3）

高速钢中铌作用？（3）

一方面要对AISI M2高速钢和AISI M42高速钢进行比较；另一方面，必须能清楚钴是否可能被铝和硅所替代。铝和硅的添加，会引起更高体积分数的不溶碳化物、更小的奥氏体晶粒尺寸和更少量的、回火后二次硬度值为65.5-66 HRC的残余奥氏体。
人们还在M7钢（HS 2-9-2）中将1％V和0.8％W替换成2％Nb（95，96）。结果显示，（没有考虑碳的不足）铌合金钢种不可能获得M7或者M2钢的工具性能。试验也已证明，MC的体积分数更高，从而奥氏体量的分数比M7钢中的低得多。
人们在成分为Fe＋5％Cr＋1％C的基础上进行试验，通过添加铁素体稳定元素，来开发一种含铌量为4％的钢。人们设计出基体成分为2％W，4％Mo，1.1％V，3.7％Cr，4％Nb＋1.5％Al和1％Si的10Kg的熔体，用作实验室测试。含碳量根据化学计算碳化物的经验公式来建立。
Sc＝0.033％W＋0.063％Mo＋0.06％Cr＋0.235％V＋0.13％Nb
两种铁素体稳定元素铝和硅加到特别挑选的钢的基体成分中，可假如大于4％Nb而在凝固过程中不形成任何粗大的碳化铌。
文献97研究了钛和铌对无钨高速钢的性能的影响。该钢的成分为0.99％C，6.1％Cr，3％Mo，2.51％V，O.65％Si和0.53％Mn。在这种钢中加入了0.9％钛和2.0％铌。结果令人满意：加铌后，在可比的条件下获得了更细小的奥氏体晶粒以及良好的弯曲试验值。
除了在“粉末冶金学的生产工序”这部分介绍的使用更高比例的碳化铌外，粉末冶金生产高速钢中的一些个别案例中，对含铌量进行调整。自从19世纪70年代起，由Erasteel Kloster/Söderfors制造的ASP-钢，自从应用了ESH（电炉渣加热）工艺，获得了更好的机械性能。ESH工艺可以得到非金属夹杂物含量较低的钢。参考书目提到ASP 2017钢（0.80％C，4.2％Cr，3％Mo，3％W，1％V，8％Co，1％Nb），该钢具有硬度与韧性的良好配合。作为低合金、PM高速钢，它被使用在切削加工中，以满足高韧性的要求。当牌号CSN 19830的雾化高速钢粉末中加入了1.9％Nb和/或1％Ti时，对它进行微观组织和工具性能的研究（用挤压来完成钢的压制），与钢锭冶金法生产的高速钢比较，这种用粉末冶金法生产的钢的含碳量明显增加，而在添加了铌和钛以后，加工成工具的使用性能也显著提高。
Thyssen Edelstahl开发了两种含铌PM钢，TSP 1 和TSP 8，并已申请了专利。TSP 1成分为0.80％C，6.2％Cr，3.0％Mo，3％W，1.1％V，3％Co和1.0％Nb，是用粉末冶金法生产的中间高速钢，用作温成形的锻造工具。合金的含量与其性能介于热作工具钢和常规高速钢之间。PM工具钢TSP 8成分为2.4％C，6.2％Cr，3％Mo，8％V，<0.8％Co和1.8％Nb。其性能高于PM工具钢，而低于硬质合金。极高的含钒量与高的含铌量，使其具有极佳的抗磨损性，以及足够的韧性。TSP 8被用作粉末冶金的压制模，以及切削高磨损材料，诸如纸、卡纸，或者玻璃纤维加固塑料的工具。
在牌号为M3/2的高速钢，也就是HS 6-5-2/3钢的材料中，加入不同的高含量的碳化铌和碳化钛，以获得更高的抗磨损性能，但试验没有成功。添加7.7％碳化铌和/或5％碳化钛和/或5％-15％的硫化锰后，三点弯曲试验的弯曲强度值下降。这是由于碳化物和/或MnS的聚集造成的（100）。（想不通过机械地炼制合金，而获得充足的、良好的分布在基体中的碳化物，似乎是不可能的。）
最后，值得一提的是，人们也对M2钢做了试验，研究当熔体旋转过程中，钢转化为混合的非晶状态时，添加硼（1％）和铌（1.8％），对组织和性能的影响。可以证明，由于添加了铌，非晶带的热稳定性比无铌的硼合金HS 6-5-2钢提高了100℃至150℃。

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