新型3％Cr熱作模具鋼組織與力學(xué)性能研究.pdf

1、H13鋼是國(guó)內(nèi)外廣泛使用的鉻含量為5％系列的中碳合金熱作模具鋼，該鋼在使用溫度達(dá)600℃及以上時(shí)熱強(qiáng)性明顯不足。對(duì)比國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)降低Cr含量提高M(jìn)o含量是開(kāi)發(fā)新型高熱強(qiáng)性熱作模具鋼的重要合金化思路。
　　本文以H13鋼為基礎(chǔ)，通過(guò)降低Cr含量到3%，提高M(jìn)o含量降低V含量，添加Ni元素，開(kāi)發(fā)出兩種新型熱作模具鋼C1和C3鋼，將其與H13鋼作對(duì)比，制定不同的熱處理制度，從而確定新鋼種最佳的熱處理工藝。同時(shí)系統(tǒng)的研究合金元素的

2、變化對(duì)鋼種的組織與性能的影響，得到的結(jié)論如下：
　　1、通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：合金元素含量的改變降低C1鋼和C3鋼的臨界點(diǎn)溫度，使得鋼α鐵素體向γ奧氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間變寬，合金碳化物的溶解溫度降低。
　　2、C1鋼與C3鋼的淬火硬度峰值溫度分別是1050C和1030C，峰值為61.4HRC和61.2HRC，均高于H13鋼的硬度峰值58.5HRC。根據(jù)淬火晶粒度及硬度峰值，選取C1鋼1030℃、C3鋼在1000℃為最佳淬火溫度。<

3、br>　　3、試驗(yàn)鋼在最佳淬火溫度下淬火，不同溫度下回火時(shí)，均存在二次硬化現(xiàn)象，二次硬化峰值溫度均為510℃。C1鋼由于Mo含量更高，析出大量呈彌散分布的以Mo為主的M2C碳化物，二次硬化效應(yīng)得到強(qiáng)化，使得硬度峰值更高。600℃回火時(shí)C1鋼回火硬度達(dá)到50.6HRC，分別高出H13鋼和C3鋼5.5HRC和6.1HRC。同時(shí)由于過(guò)高的Mo含量，600℃保溫24h后C1鋼硬度為42HRC高于H13鋼的37HRC，C1鋼在650℃保溫8h后硬

4、度仍可達(dá)到38HRC，C1鋼具有更高的回火抗性。
　　4、隨回火溫度的升高，三種試驗(yàn)鋼的沖擊功在510℃以后開(kāi)始上升，600℃回火后H13鋼、C1鋼、C3鋼的沖擊功分別為66J、46J、47J，由于Ni元素的添加C1鋼與C3鋼高溫時(shí)韌性增長(zhǎng)更快，700℃時(shí)沖擊韌性與H13鋼基本相同。對(duì)比三種試驗(yàn)鋼的拉伸性能，C1鋼Mo元素的提高，析出大量的M2C阻礙馬氏體板條位錯(cuò)的回復(fù)，提高強(qiáng)度。600℃回火后，C1鋼的屈服強(qiáng)度為1579Mpa，