壓鑄銅合金模具鋼的變質(zhì)處理及熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、3Cr2W8V是一種高耐熱性熱作模具鋼，由于其含有較多的合金元素如W、Cr、V，在鑄態(tài)下碳化物呈網(wǎng)狀分布，造成鋼的韌性差。為了降低網(wǎng)狀碳化物對性能的損害，需要通過鍛造破碎碳化物并細(xì)化枝晶，消除缺陷，從而獲得較好的使用性能。3Cr2W8V使用溫度較高，廣泛應(yīng)用于壓鑄鋁合金和銅合金，相較于鋁合金壓鑄，銅合金壓鑄時(shí)溫度高，模具鋼所需要的抗熱疲勞性更高。而碳化物的形態(tài)與分布會(huì)嚴(yán)重影響鋼的熱疲勞性能。
　　本課題利用RE、K/Na對3Cr2

2、W8V鋼進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理，發(fā)現(xiàn)鑄態(tài)下的網(wǎng)狀碳化物斷裂，呈碎塊狀分布，同時(shí)夾雜分布得到改善。經(jīng)過熱處理后，與未變質(zhì)試樣相比，復(fù)合變質(zhì)處理能略微提升鋼的硬度，顯著提升了鋼的沖擊韌性，變質(zhì)處理后試樣的熱穩(wěn)定性提高，添加0.2％RE+0.8％K/Na的試樣有較好的綜合性能。
　　在RE、K/Na復(fù)合變質(zhì)基礎(chǔ)上添加少量的Nb，晶粒進(jìn)一步細(xì)化，熱處理后殘余碳化物數(shù)量少，添加0.1％Nb時(shí)試樣韌性和硬度較好。由于Nb與C形成的NbC硬度高，在熱

3、處理時(shí)變化小，且能阻礙其他元素的擴(kuò)散，因此能明顯提升鋼的熱穩(wěn)定性。Mo的二次硬化效應(yīng)強(qiáng)，加入少量的Mo也能提高鋼的熱穩(wěn)定性，但效果不如Nb，并且加入Mo后韌性損失較大。同時(shí)添加少量Nb、Mo后并不能取得比單一元素更好的效果。
　　預(yù)備熱處理能明顯影響3Cr2W8V鋼的組織和力學(xué)性能。普通球化退火后網(wǎng)狀分布的碳化物沒有斷裂并呈球粒狀，因此淬火后仍殘余較多碳化物，嚴(yán)重?fù)p害了鋼的韌性及熱穩(wěn)定性，固溶處理+循環(huán)球化退火處理后碳化物溶解充分