圆筒铣刀 高速钢圆筒刀(高速钢中MC和M_2C的稳定性和力学性能的第一性原理研究)

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本文导读目录：

1、圆筒铣刀 高速钢圆筒刀

2、高速钢中MC和M_2C的稳定性和力学性能的第一性原理研究

3、德国进口50NICR13牌号对照

圆筒铣刀 高速钢圆筒刀

　　NK201/KT10B/GK12B/CK20B/MK25/TC50。

　　ASP60C/SKH59A/SKH55A/SKH55B/HSS。

　　SKH11A/SKH44C/SKH42C。

　　KF10：较硬极较微粒钻石钨钢，具备较高的硬度及抗弯强度，具有较好的高耐磨削性能，但抗冲击性能略差。

　　适用于调质或淬火等较高硬度材料（HRC4867°）的有色金属及非有色金属，比较合适金属的中低速轻切削加工。

　　一般用于良好的工况、稳定的切削、持续的轻型加工。

　　NR11/NK10Z：极较微粒钻石钨钢，具有较好的耐磨削性能及抗冲击性能。

　　适用于HRC25°48°各类材料，在高速轻切削上具有良好的性能，泛用性好。

　　涂层后效果佳，可提高刀具的耐磨性，常用于CNC数控设备加工各类高镍合金、耐热合金、钛合金、灰铸铁、硬淬钢、不锈钢等难加工材料（含镍、Cr、Mo、硅、钛等）热处理前及调质后的特好加工工具。

　　高温加工及综合性能好，允许切削速度高，进给量要求低些。

　　由于韧性差些，不适合于断续切削或在工艺系统刚性不足及有微震动、跳动的条件下使用，否则易打刀或崩刃。

　　KF202/NK201：极较微粒钻石钨钢，泛用型，可用于HRC≤28°各类材料普通模具钢、灰口铸铁、耐热合金、铝合金、铜、冷硬铸铁、合金钢的中低速粗切削至精切削加工，具有较为好的抗冲击性能和一般的耐磨削性能，应用范围广。

高速钢中MC和M_2C的稳定性和力学性能的第一性原理研究

　　【摘要】：高速钢是机械加工制造业的基础原材料之一,具有高硬度、高耐磨性及良好的红硬性等优点,广泛应用于高速切削工具、高载荷精密模具等重要领域。

　　高速钢的优异性能与组织中存在的大量碳化物有关,因此,合金碳化物调控是高速钢性能调控的关键。

　　现有高速钢实验设计研究,主要通过调整材料成分配比,改变碳化物结构及成分,优化碳化物特性,最终提升高速钢性能。

　　但这一方法研发效率低、成本高,已不能满足现代材料设计的要求。

　　本文采用第一性原理计算方法,研究Mo、W、V、Cr、Fe对MC和M_2C碳化物的稳定性及力学性能影响规律,以及对MC和M_2C与α-Fe界面稳定性影响规律,并通过一定的实验设计验证模拟计算结果的合理性。

　　主要结果如下:(V,M)C碳化物的晶格常数计算结果表明,随着Cr和Fe原子数增加,碳化物晶格常数变小,而Mo和W原子数增加,晶格常数变大。

　　结合能、弹性常数和态密度结果显示,Cr和Fe会降低碳化物的稳定性,W则会增加其稳定性,而Mo对稳定性影响不大。

　　力学性质结果表明,随着W原子数增加,碳化物的杨氏模量先增加后减小,并在0.25处取到极值;而随着Mo、Cr、Fe原子数增加,碳化物的杨氏模量不断减小;另外随着W、Mo、Fe原子数增加,碳化物的硬度减小。

　　弹性模量与硬度的计算结果与实验结果相吻合。

　　(Mo,M)_2C碳化物的体积计算结果来看,随着V、Cr、Fe原子数增加,碳化物体积变小,而W原子数增加,碳化物体积无变化。

　　结合能结果表明,Cr和Fe会降低M_2C碳化物的热力学稳定性,而W则会增加其稳定性,V稍微增加稳定性。

　　(Mo,M)_2C的弹性模量结果显示,随着W原子数增加,三种结构的弹性模量变大,碳化物强度增大,这与实验结果相吻合;硬度结果表明,Fe原子会降低六方结构和正交结构M_2C的硬度,V原子会增加六方结构M_2C的硬度,但会降低正交结构M_2C的硬度;对三种不同形貌M_2C的TEM衍射斑点和三种不同结构的模拟衍射斑点进行对比得出,M2纤维状为结构1,M2片状为结构2,M42纤维状为结构3。

　　热分解量和相变温度结果表明,这三种不同形貌M_2C碳化物热稳定性大小依次为:M42纤维状M2片状M2纤维状,另外随着Mo/Fe增大,M42纤维状M_2C热稳定性增加。

　　因此热稳定性的实验结果与结合能的计算结果得到相互验证。

　　MC/α-Fe的吸附功和界面能结果表明,Mo和Cr原子的引入,可能会增大MC/α-Fe界面的稳定性;Fe原子含量增多,可能会减小MC/α-Fe界面的稳定性;而W原子对MC/α-Fe界面的稳定性影响不大。

　　M_2C/α-Fe吸附功和界面能结果表明,Cr原子的引入,可能会增大M_2C/α-Fe界面的稳定性;V、W和Fe原子含量增多,可能会减小M_2C/α-Fe界面的稳定性。

　　MC/α-Fe和M_2C/α-Fe界面稳定性计算的结果与实验中不同温度回火下MC和M_2C成分变化基本相符。

德国进口50NICR13牌号对照

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　　材料名称:钢材密度/(t/m^3):7.85。

　　材料名称:高速钢密度/(t/m^3):8.3～8.7。

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