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三種熱鍛模具鋼的熱穩定性能對比分析
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-04-17 | 242 次瀏覽 | 分享到:
三種熱鍛模具鋼熱穩定性的比較研究
  
  H13鋼和3Cr2W8V鋼是我國使用最廣泛的兩種熱鍛模具鋼。H13鋼具有良好的綜合力學性能和耐冷熱疲勞性能,能夠滿足一般模鍛條件的要求。但H13鋼是一種中耐熱熱作模具鋼,其工作溫度不應超過600℃,淬透性差,不利于制造大斷面模具,因此應用受到限制
  三種熱鍛模具鋼熱穩定性的比較研究
  
  H13鋼和3Cr2W8V鋼是我國使用最廣泛的兩種熱鍛模具鋼。H13鋼具有良好的綜合力學性能和耐冷熱疲勞性能,能夠滿足一般模鍛條件的要求。但H13鋼是一種中耐熱熱作模具鋼,其工作溫度不應超過600℃,淬透性差,不利于制造大斷面模具,因此應用受到限制。3CrW8V鋼是我國較早廣泛使用的高強度熱鍛模具鋼。其熱穩定性好,使用溫度可達650℃,但由于其冷熱疲勞性能和導熱性差,容易因冷熱疲勞而開裂甚至斷裂。中合金DM鋼是由科研團隊自主開發的一種新型熱鍛模具鋼。通過對三種熱鍛模具鋼熱穩定性曲線的測量和顯微組織的觀察,研究人員對比分析了三種鋼熱穩定性能的優缺點以及熱穩定性過程中顯微組織的變化。
  模具鋼
  三種試驗鋼均采用電渣重熔法冶煉,其化學成分見表1。熱處理工藝和硬度值如表2所示。淬火、加熱和冷卻均在WZC-60真空淬火爐中進行,回火在S2-5-12箱式爐穩定在試驗溫度時進行。
  
  熱穩定性試驗的試樣尺寸為10 mm× 10 mm× 15 mm,采用S2-5-12箱式爐分別在580℃、620℃和650℃下保溫24h,然后按照GB/T230.1-2000用69-1洛氏硬度計測試三種試驗鋼在不同溫度下的洛氏硬度值。利用Zeiss Super-40場發射掃描電鏡觀察了不同保溫溫度下樣品的微觀結構。使用JEM-2010F高分辨率投影電子顯微鏡觀察不同保溫溫度下的樣品,并校準碳化物類型。
  
  結果表明:
  
  (1)在580、620和650℃的24小時熱穩定性試驗中,DM鋼的硬度始終高于3Cr2W8V和H13鋼。隨著保溫溫度的升高,硬度在初期下降較快,后期趨于穩定。
  
  (2)在650℃熱穩定過程中,3Cr2W8V鋼中的鎢元素大量溶解在基體中,導致固溶強化。然而,在DM鋼的熱穩定過程中,亞穩態θ相在高溫下分解析出M2C碳化物,產生硬化現象。同時,由于基體中大量錳元素的固溶體,阻礙了馬氏體基體的恢復。兩者相輔相成,確保其卓越的熱穩定性。
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