【摘要】： Cr8系冷作模具鋼屬于高碳中鉻過共析鋼,該類鋼含有較多的C(0.8～1.2%)和大量的Cr、Mo、V等合金元素。由于其具有較高的硬度和良好的耐磨性而應(yīng)用廣泛,但此類鋼在凝固過程中,枝晶粗大,合金元素偏析嚴(yán)重,形成大量沿晶界分布的網(wǎng)狀共晶碳化物,嚴(yán)重降低了鋼的強度和韌性。而且,有害元素P的大量存在,增加了模具鋼的冷脆性。因此,降低鋼中P元素含量,細(xì)化晶粒,破碎網(wǎng)狀碳化物,改變碳化物形態(tài)是提高該類冷作模具鋼性能的有效途徑。 該課題在實驗室條件下,采用自制脫磷劑降低鋼中磷含量,合理調(diào)整模具鋼化學(xué)成分,以Cr8鋼為基礎(chǔ),合理的W、Mo配比以保證足夠的二次硬度,加1%Si增強鋼的強韌性；高V并加Nb以形成較多的高硬度MC型碳化物,提高耐磨性并細(xì)化晶粒以提高韌性；并采用RE、K/Na變質(zhì)劑對其進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理,運用高倍視頻顯微鏡HSVM、SEM、XRD、DSC等手段并結(jié)合性能測試分析了合金化及復(fù)合變質(zhì)處理對冷作模具鋼組織和性能的影響。實驗結(jié)果表明：冷作模具鋼經(jīng)過合金化及復(fù)合變質(zhì)處理后,晶粒得到細(xì)化,初生奧氏體呈等軸晶形式存在：且碳化物形態(tài)發(fā)生變化,大量呈網(wǎng)狀存在的M7C3型碳化物減少,出現(xiàn)了點塊狀的(NbV)C、NbC等新的MC型碳化物且分布均勻。 研究了退火、淬火及回火對Cr8冷作模具鋼組織和性能的影響。高溫?zé)崽幚砜捎行崿F(xiàn)碳化物向奧氏體中的溶解,獲得具有良好韌性的板條狀馬氏體組織。在油冷條件下,冷作模具鋼在低于1050℃淬火時,硬度隨淬火溫度的升高而增大；超過1050℃時,由于品粒急劇長大,殘留奧氏體含量增加,硬度下降。淬火冷作模具鋼經(jīng)480～550℃回火后,組織為回火馬氏體+剩余碳化物,硬度有所下降。 力學(xué)性能測試結(jié)果表明：Cr8冷作模具鋼經(jīng)過Nb合金化及K／Na-RE復(fù)合變質(zhì)之后,硬度可達(dá)到62-64HRC,沖擊韌性達(dá)到44J／cm2,耐磨性能也得到顯著提高。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TG142.1
【圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文碳化妮在奧氏體中的溶解度如圖4一2所示，即使在高溫「也很小。這說明，妮幾乎不產(chǎn)生三次強化，因為妮在奧氏體中兒乎不溶解。這也說明即使形成少量的碳化妮，也可以減‘漫或者防止奧氏體況，粒長大。碳化妮作用一1卜常有效，因為即使在高溫一F它也不長大。這些穩(wěn)定的碳化妮顆粒，能有效地控制著奧氏體品粒的尺一寸;細(xì)小顆粒的體積分?jǐn)?shù)越高，奧氏體:}硯，粒的尺寸越細(xì)。 4.2.2Nb對鑄造冷作模具鋼組織的影響冷作模具鋼的鑄態(tài)組織基本上山兩部分組成:一是華體組織

Fig.4一 5Asheat一 treatedmicrostructureoftestcoldworkingdieSteel (a)O%Nb;(b)0.3%Nb;(e)0.6%Nb;(d)0.9%Nb由圖4一3和4一5的金相組織可以看出，回火后的碳化物斷網(wǎng)現(xiàn)象明顯，但碳化物在基體中的分布不均勻，容易引起基體割裂以及在使用中成為裂紋源而產(chǎn)生裂紋，因此，需要通過復(fù)合變質(zhì)處理來解決該問題。4.3復(fù)合變質(zhì)對鑄造冷作模具鋼組織的影響4.3.IK了Na合金變質(zhì)對鑄造冷作模具鋼組織及碳化物的影響鉀、鈉金屬均為非�；顫姷脑兀淙埸c、沸點均很低，性質(zhì)相近。K了Na對冷作模具鋼組織的細(xì)化可分為兩個方面，一方面，K/Na為表面活性元素，容易聚集在結(jié)晶前沿，阻止晶粒長大，使鑄態(tài)晶粒細(xì)化;另一方面

初晶奧氏體的細(xì)化導(dǎo)致共晶反應(yīng)時殘留鋼液相互被隔開的趨勢增強，進(jìn)而導(dǎo)致共晶組織的細(xì)化。圖4一6為K了Na變質(zhì)試樣的鑄態(tài)組織。從圖(a)可以石一出，未經(jīng)過變質(zhì)處理的原始試樣，組織粗大;而經(jīng)玲Na變質(zhì)處理的試樣(b)、(c)、(d)，山于變質(zhì)劑起到了外來品核的作用，形核率大大增加，初始奧氏體山粗大樹枝況l逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的等軸晶粒，枝晶明顯減少。K/Na可提高碳的活度，促進(jìn)碳從纂體中析出，提高碳化物中碳含量，降低基體碳含量，提高鋼的韌性。因為試驗鋼中富含V、Nb等強碳化物形成元素

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 單志公;熱作模具鋼變質(zhì)處理及熱處理工藝探究[D];山東大學(xué);2012年

本文編號：2792411