【摘要】：D7模具鋼,碳及合金元素含量高;易產生粗大的萊氏體組織,合金元素易偏析。用粉末冶金方法制備可改善其組織,但該方法生產成本高。本研究采用中頻感應爐熔煉+爐外精煉+真空脫氣+電渣重熔+鍛軋工藝來制備。在爐外精煉過程加入稀土進行孕育處理,對電渣重熔鋼錠進行高溫均質化處理。解決了合金元素偏析問題。在此基礎上,系統(tǒng)地研究了鋼水孕育處理工藝、鋼錠均質化工藝、熱處理工藝對組織及性能的影響規(guī)律以及D7鋼的高溫變形行為,主要獲得以下結論:(1)D7鋼水在真空脫氣后加入稀土進行孕育處理,改善了鋼中夾雜物的形態(tài)和分布,提高了鋼的純凈化水平;破壞了鋼中共晶碳化物的網格結構。從而減小了碳化物尺寸、降低了碳化物不均度。(2)稀土元素的加入,是通過增加形核率和聚集在晶界處來減緩晶粒的長大,進一步細化晶粒,從而提高鋼材的強度、塑性和韌性。(3)利用JMatPro軟件計算了D7的液固相圖,結合鑄態(tài)試樣均質化分解實驗,確定了D7的均質化溫度為1180℃。(4)采用Gleeble3800進行了D7的高溫拉伸試驗,根據試驗數據繪制了高溫面縮率曲線,得到了D7易高溫變形的溫度區(qū)間為1000-1060℃。(5)獲得了D7鋼的最佳熱處理工藝:1100℃~1125℃淬火+520~550℃回火。通過采用上述最佳工藝參數,制得的相同硬度D7模具鋼,其耐磨性優(yōu)于國外粉末冶金方法制備的同類鋼K190。
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圖片說明： 國外相繼開發(fā)了 Cr8 型冷作模具鋼，如大同制鋼的鋼具有耐磨性和韌性的良好匹配，很快在世界范圍內得到廣末到 21 世紀，隨著模具成形工件強度和模具壽命要求不斷提高韌性高耐磨方向發(fā)展，出現了 2V 級(Vasco Die)、3V 級(HY傳統(tǒng)高耐磨冷作模具鋼，甚至還開發(fā)了 4V 級(K190)和 9V（A工具鋼[24-28]。如表 1-1 及圖 1-1 所示。表 1-1 國外典型冷作模具鋼目 鋼號 主要成分 級 Vasco Die 0.8%C-1%Si-8%Cr-2%Mo-2%V 級 ER5 1.0%C-1%Si-8%Cr-1.6%Mo-1.0%W-3.0%V 級 A7 2.5%C-0.5%Si-5.0%Cr-4.0%V-1.0%W-1.0MoV 級 K190 2.3%C-0.5%Si-12%Cr-4.0%V-1.0%MoV 級 M390 2.0%C-20%Cr-4.0%V-1.0%MoV 級 A11 2.45%C-5%Cr-9%V-1.3%Mo%V
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圖片說明： 第三章 D7 鋼水孕育處理表 3-4 鋼材鑄態(tài)組織的成分素 C Si Mn P S W Mo Cr V N La 量%1# 2.213 0.404 0.319 0.00176 0.0023 0.08 0.84 11.98 4.003 0.0182 0.00011 2# 2.193 0.510 0.316 0.0216 0.0025 0.11 0.78 11.88 4.034 0.0183 0.01432 注：1#未添加稀土元素，2#添加稀土元素3.2.1 改善夾雜物形態(tài)
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG142.1

【參考文獻】

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本文編號：2516199