青島DC53模具鋼

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直接影響DC53性能的幾種合金元素?

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直接影響DC53性能的幾種合金元素?

發布日期:2019-01-16 作者: 點擊:

DC53冷作模具鋼的性能主要取決于材料的成分與熱處理工藝,通過添加合金元素和優化熱處理工藝,可以很好的改善模具鋼的性能。合金元素主要是通過在鋼中與鐵元素形成固溶體或溶入鐵的碳化物滲碳體中,從而影響合金相的組成或相的轉變。目前常用的合金元素主要有以下幾種:

⑴Cr 元素:Cr 在鋼中主要根據含量不同分別形成合金滲碳體或碳化物,可以阻礙 C 原子擴散,使材料具有很好的奧氏體穩定性。同時由于 Cr 元素的溶入,使C 曲線向右發生移動,降低了鋼的臨界冷卻速度,提高了淬透性,使鋼的強度和韌性得到提升。但這也間接的增加了鋼的回火脆性,尤其在高 Cr 鋼中比較明顯。

⑵Mo 元素:Mo 在鋼中既可以與 C 形成化合物,也可以溶于鐵素體和奧氏體中形成固溶體。Mo 也是使 C 曲線右移元素之一,通過 Mo 的溶入降低了鋼的臨界冷卻速度,提高了淬透性,其作用介于 Mn 與 Cr 之間。Mo 有很好的固溶作用,可以提高材料的硬度和強度,同時作為單一元素溶入時,Mo 可以增加鋼的回火脆性,但與 Cr 和 Mn 等元素共存時,卻又可以抑制其它元素帶來的回火脆性。

⑶V 元素:V 是強碳化物形成元素,與 C 有很強的結合力,其碳化物硬度高,分散均勻,有很好的耐磨性。同時在轉變中可以細化馬氏體晶粒,降低有害元素 P帶來的冷脆性。在實際應用中為了保持良好的加工性能,一般 V 元素的含量應控制在 1%以下。

⑷Mn 元素:Mn 元素是弱碳化物形成元素,其在鋼中主要溶于鐵素體,只有少部分與 C 形成合金滲碳體。其主要作用是具有很好的固溶強化效果,并可以在冷卻轉變中使 C 曲線向右偏移,降低了鋼的臨界冷卻速度,提高了淬透性,增強鋼的強度、塑性和熱加工性能。同時 Mn 可以與有害元素 S 形成 MnS,降低產生熱裂的危險。但也應該注意隨著 Mn 含量的增加也會降低材料的抗腐蝕能力和焊接性能,所以 Mn 的含量應該控制在一定范圍之內。

⑸Si 元素:Si 元素在鋼中主要以固溶體的形態溶于鐵素體或奧氏體中,其固溶效果類似于 Mn,可以有效提高鋼的強度和塑性。但不同點在于 Si 元素不與 C 形成化合物,在一定溫度下有強烈促進石墨化作用,尤其在中碳鋼和高碳鋼中比較明顯。

國內的冷作模具鋼越來越向DC53靠攏

從國內外的冷作模具鋼發展趨勢可以看出,目前冷作模具鋼技術的發展主要是從以下兩個方面:

⑴向高韌性發展。冷作模具鋼多具有高碳高鉻,所以共晶碳化物嚴重,而通過軋制、鍛造等手段的改善效果是有限的,所以國內外都在開發新型的高韌性冷作模具鋼,如國內的 SDC90、日本的 DC53 冷作模具鋼。這些鋼在成分方面適當降低碳與鉻的含量,改善偏析,同時提高鉬、釩等合金元素含量,使其保持原有的硬度和耐磨性,同時兼備良好的高韌性。⑵另一發展趨勢是不改變鋼的成分,而只改變加工工藝,如通過粉末冶金工藝獲得組織細小均勻的高碳高鉻冷作模具鋼。目前這一方向的技術研究,國內仍很匱乏,還有待科技工作者的不懈努力。

DC53熱處理工藝及淬火性能研究

DC53 是一種高韌性的冷作模具鋼, 既能保持高硬度, 又能具有高韌性, 處理得當能有效防止開裂,且經標準熱處理工藝,其殘余奧氏體幾乎全部分解,因此可以省略深冷處理。 與 Cr12MoV 相比,淬火硬化性能高, 可改善真空熱處理時硬度不足產生的缺陷,回火變形小,穩定性好,強度及耐磨性好。DC53 在制造冷作模具時, 多數廠家采用的淬火溫度為 1000℃以上,一般報道熱處理規范的淬火溫度為 1020~1040℃,回火為低溫 180~200℃、高溫 520~530℃各一次,或兩次高溫回火,制作整形模也有采用 180℃回火兩次的。 為充分利用 DC53高韌性的優勢,對熱處理規范作了一些改進,采用低于常規溫度的低溫淬火、 兩次低溫回火的熱處理工藝,因其供貨態一般為電渣重熔態,故在加工前先改鍛一次。按此工藝制取 DC53 試樣,與進口輥輪上提取的試樣作硬度、沖擊韌度、耐磨性對比實驗。


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