【摘要】：隨著塑料制品在各領(lǐng)域的應(yīng)用不斷增加,表面要求不斷提高,因此塑料模具鋼在具有優(yōu)異綜合力學(xué)性能的同時,對拋光性能提出了更高的要求。10Ni3MnCuAl鋼是國內(nèi)借鑒國外鋼種特點仿制生產(chǎn)的時效硬化型預(yù)硬化塑料模具鋼,由于其優(yōu)秀的鏡面拋光性具有廣泛的應(yīng)用市場。但國內(nèi)自主生產(chǎn)的10Ni3MnCuAl鋼與國外相比存在一定差距,存在心部力學(xué)性能差、晶粒粗大、組織分布不均勻等問題,對該鋼種的關(guān)鍵制備工藝仍需進一步研究,針對現(xiàn)有問題,研究時效硬化型塑料模具鋼10Ni3MnCuAl的質(zhì)量提升工藝技術(shù)具有重要意義。本文在對時效硬化型預(yù)硬化塑料模具鋼10Ni3MnCuAl現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)研究的基礎(chǔ)之上,通過開展預(yù)硬化工業(yè)試制,細化晶粒熱處理,以及鍛造工藝優(yōu)化的研究,提出了有效地細化了晶粒尺寸的方法,進而改善了沖擊性能。得到以下主要結(jié)論:1.采用固溶溫度為880℃和920℃,冷卻方式為水冷、油冷、爐冷,時效方式為40h、(20+20)h、60h的熱處理工藝對10Ni3MnCuAl大型模塊工業(yè)試制時,選用快冷工藝(如水冷、油冷)獲得的沖擊性能優(yōu)于慢冷工藝,快冷工藝得到的組織主要為馬氏體,板條貝氏體和少量粒狀貝氏體,并且在貝氏體上分布著少量碳化物和殘余奧氏體,沖擊韌性大于15J;爐冷工藝組織主要為粒狀貝氏體,在貝氏體上分布著馬奧島組織,沖擊韌性小于10J。研究發(fā)現(xiàn),模塊心部晶粒尺寸明顯大于邊部,是惡化沖擊韌性的關(guān)鍵因素。在心部晶粒尺寸過大時,不同“固溶-時效”工藝對力學(xué)性能的影響不明顯,不能得到試制方案預(yù)期的最佳熱處理工藝。2.采用正火熱處理能夠有效細化試驗鋼的晶粒,通過“正火+時效”“正火+固溶+時效”“正火+回火+固溶+時效”工藝的對比發(fā)現(xiàn),以上工藝均可以細化晶粒,提升沖擊性能,其中950℃正火1h后,530℃回火2h,能夠?qū)_擊韌性提高到25J,硬度達到41.3HRC,是較為理想的“晶粒細化+預(yù)硬化處理”工藝。3.從優(yōu)化鍛造工藝細化晶粒的角度,本研究通過鍛造工藝的熱模擬研究結(jié)果得到:當應(yīng)變量為0.65時,熱變形溫度為1150℃,應(yīng)變速率為0.1s~(-1)的鍛造工藝獲得的晶粒尺寸較小,晶粒組織均勻性較好。
【圖文】：

圖 1.1 非平衡組織奧氏體等溫形成動力學(xué)曲線Fig. 1.1 Dynamic curve of isothermal formation of austenite in nonequilibrium tis

鍛件尺寸
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.1;TQ320.52

【參考文獻】

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本文編號：2707998