Effect of niobium on cast structure of high speed steel

Abstract

The major objective of the present work is to design a high speed steel composition for tool casting. The effect of replacement of V and W by Nb as a modifier of the structure and properties of cast S 2-9-2 (AISI M7) high speed steel has been investigated with the aid of EDX and WDX attached to the scaning electron microscope. The influences of Nb on eutectic cell size, eutectic volume percentage and eutectic carbide shapes and types were determined. The values of hardnesses of steels under investigation after various heat treatment operations were studied so that the optimum value of substitutional niobium could be determined. The results show that increasing Nb can decrease the volume fraction of eutectic cell size, however the maximum hardness of the heat treated samples can be achieved in the presence of 1.8% of Nb. Das vorrangige Ziel dieser Arbeit besteht darin, eine geeignete chemische Zusammensetzung für einen Werkzeugstahl zu ermitteln. Anstelle der bei Schnellarbeitsstahl häufig verwendeten Elemente V und W wurde hier Nb als eingesetzt. Dessen Wirkung auf Gefügeveränderungen und Eigenschaften des gegossenen Schnellarbeitsstahls S 2-9-2 (AISI M7) wurde mit Hilfe von EDX und WDX am Rasterelektronenmikroskop untersucht. Bestimmt wurden der Einfluß von Niob auf die Größe der eutektische Zelle, Volumenanteile sowie Carbidform und -typen bei der eutektischen Zusammensetzung. In Abhängigkeit von verschiedenen Wärmebehandlungen wurden Härtewerte der untersuchten Stählsorten ermittelt, bis der optimale Substitutionsgehalt an Niob bestimmt war. Die Ergebnisse zeigen, daß mit steigendem Niobgehalt der Volumenanteil der eutektischen Zelle abnimmt; das Härtemaximum der wärmebehandelten Proben ließ sich bei 1.8% Nb ermitteln.