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三種熱鍛模具鋼的熱穩定性能對比研究

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三種熱鍛模具鋼的熱穩定性能對比研究

發布日期:2018-07-25 作者: 點擊:


三種熱鍛模具鋼的熱穩定性能對比研究 

H13鋼和3Cr2W8V鋼是我國目前使用最廣泛的兩種熱鍛模具鋼,其中H13鋼因其良好的綜合力學性能及抗冷熱疲勞性能,能夠勝任一般模鍛工況的要求。但由于H13鋼作為中耐熱型熱作模具鋼,其工作溫度不宜超過600℃,且淬透性差不利于制造大截面模具,其應用受到限制。3CrW8V鋼是我國較早使用且應用最廣的高強熱性熱鍛模具鋼,其熱穩定性良好,使用溫度可達650℃,但因其冷熱疲勞性能和導熱性差,容易因冷熱疲勞而產生龜裂甚至斷裂。而中合金DM鋼為某科研團隊自主研發的新型熱鍛模具鋼。科研人員通過3種熱鍛模具鋼熱穩定曲線的測定及微觀組織的觀察,對比分析3種鋼熱穩定性能的優劣及在熱穩定過程中微觀組織的變化。

3種試驗鋼均采用電渣重熔冶煉,其化學成分如表1所示,熱處理工藝及硬度值如表2所示,其中淬火加熱冷卻均在WZC-60型真空淬火爐中進行,待S2-5-12箱式爐穩定在試驗溫度下進行回火。

熱穩定試驗的試樣尺寸為10mm×10mm×15mm,采用S2-5-12箱式爐分別將試樣在580、620、650℃保溫24h,然后采用69-1型洛氏硬度計,按照GB/T230。1-2000測試不同溫度下3種試驗鋼的洛氏硬度值。采用Zeiss Supra-40場發射掃描電鏡觀察試樣不同保溫溫度下的微觀組織,采用JEM-2010F高分辨投射電子顯微鏡對不同保溫溫度下的試樣進行觀察,并標定碳化物的類型。

結果表明:

(1)在580、620、650℃保溫24h熱穩試驗中,DM鋼的硬度始終高于3Cr2W8V和H13鋼;且隨著保溫溫度的升高,硬度前期下降的速度越快,后期均趨于平穩。

(2)在650℃熱穩定過程中,3Cr2W8V鋼中存在W元素大量固溶于基體中,產生固溶強化作用;而DM鋼在熱穩定過程中由于亞穩θ相在高溫下分解析出M2C型碳化物產生硬化現象,同時由于大量Mn元素固溶于基體,阻礙了馬氏體基體的回復,兩者相輔相成保證了其優越的熱穩定性能。


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