熱鍛模具鋼的冷熱穩定性能對比
H13模具鋼和3Cr2W8V模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)是我國目前使用(yong)(yong)最廣泛的(de)(de)(de)(de)兩種鍛(duan)(duan)造模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang),其中(zhong)H13模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)因(yin)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)綜(zong)合力學性(xing)能(neng)及(ji)(ji)抗熱(re)(re)(re)(re)(re)冷(leng)疲(pi)(pi)勞性(xing)能(neng)勝(sheng)任一般熱(re)(re)(re)(re)(re)模(mo)(mo)(mo)(mo)鍛(duan)(duan)造的(de)(de)(de)(de)需求。但由于(yu)H13模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)作(zuo)為中(zhong)耐熱(re)(re)(re)(re)(re)型執(zhi)作(zuo)模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang),其工作(zuo)溫(wen)度不宜(yi)超過(guo)600度,且(qie)淬(cui)透性(xing)差(cha)不利(li)于(yu)制(zhi)造大截面模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)使用(yong)(yong)。3Cr2W8V模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)是我國比較早的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)且(qie)應用(yong)(yong)最廣的(de)(de)(de)(de)高(gao)強(qiang)熱(re)(re)(re)(re)(re)性(xing)熱(re)(re)(re)(re)(re)鍛(duan)(duan)模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang),其熱(re)(re)(re)(re)(re)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)良好(hao),使用(yong)(yong)溫(wen)度可達650度,但因(yin)其冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)疲(pi)(pi)勞性(xing)能(neng)和導熱(re)(re)(re)(re)(re)性(xing)差(cha),容易因(yin)冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)疲(pi)(pi)勞而(er)產生龜裂。而(er)DM模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)為最近幾年研發(fa)出的(de)(de)(de)(de)新型熱(re)(re)(re)(re)(re)鍛(duan)(duan)模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang),通過(guo)3種熱(re)(re)(re)(re)(re)鍛(duan)(duan)模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)熱(re)(re)(re)(re)(re)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)曲(qu)線的(de)(de)(de)(de)測(ce)定(ding)(ding)(ding)及(ji)(ji)微(wei)(wei)觀(guan)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)觀(guan)察,對比分(fen)析3種鍛(duan)(duan)造模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)熱(re)(re)(re)(re)(re)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)優劣及(ji)(ji)在熱(re)(re)(re)(re)(re)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)過(guo)程中(zhong)微(wei)(wei)觀(guan)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)變化。3種實驗(yan)(yan)模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)鋼(gang)(gang)(gang)均采(cai)用(yong)(yong)電渣重熔(rong)冶煉,其化學成分(fen)如表(biao)1所示,熱(re)(re)(re)(re)(re)處理(li)工藝及(ji)(ji)硬度值如表(biao)2所示,其中(zhong)淬(cui)火(huo)加熱(re)(re)(re)(re)(re)冷(leng)卻均在真(zhen)空淬(cui)火(huo)爐(lu)中(zhong)進(jin)行,等箱(xiang)式回(hui)火(huo)爐(lu)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)在實驗(yan)(yan)溫(wen)度下(xia)進(jin)行回(hui)火(huo)。熱(re)(re)(re)(re)(re)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)采(cai)用(yong)(yong)箱(xiang)式爐(lu)分(fen)別將試(shi)(shi)(shi)樣在580、620、650度保溫(wen)24h,然后(hou)測(ce)試(shi)(shi)(shi)不同(tong)溫(wen)度下(xia)3種實驗(yan)(yan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)洛式硬度值。采(cai)用(yong)(yong)發(fa)射掃描電鏡(jing)觀(guan)察試(shi)(shi)(shi)樣不同(tong)保溫(wen)溫(wen)度下(xia)的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)觀(guan)組(zu)(zu)織(zhi),采(cai)用(yong)(yong)高(gao)分(fen)辨投射電子(zi)顯微(wei)(wei)鏡(jing)對不同(tong)保溫(wen)溫(wen)度下(xia)的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣進(jin)行觀(guan)察,并(bing)標(biao)定(ding)(ding)(ding)碳化物的(de)(de)(de)(de)類型。
結果表明:
(1)在580、620、650度(du)保溫(wen)(wen)24h熱穩試驗中,DM模具鋼的(de)硬度(du)始終高于H13模具鋼和(he)3Cr2W8V模具鋼;且隨著保溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度(du)的(de)升高,硬度(du)前期(qi)下降的(de)速度(du)越(yue)快,后(hou)期(qi)均(jun)趨于平穩。
(2)在(zai)650度熱(re)穩(wen)定過(guo)程(cheng)中,3Cr2W8V模具(ju)鋼中存在(zai)W元(yuan)素(su)大量固(gu)溶于(yu)基體中,產(chan)生固(gu)溶強化作用,而DM模具(ju)鋼在(zai)熱(re)穩(wen)定過(guo)程(cheng)中由于(yu)亞(ya)穩(wen)相(xiang)在(zai)高溫下分解析出M2C型碳化物產(chan)生硬化現象,同時由于(yu)大量Mn元(yuan)素(su)固(gu)溶于(yu)基體,阻礙了馬氏體基體的回復,兩者相(xiang)輔(fu)相(xiang)成保證了其優越(yue)的熱(re)穩(wen)定性能。