發(fā)布時間：2017-07-08 10:05

  本文關(guān)鍵詞：含Al鑄造模具鋼組織和性能研究

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【摘要】：隨著模具鋼行業(yè)的發(fā)展，高品質(zhì)模具鋼的需求量日益增長。傳統(tǒng)冷作模具鋼已經(jīng)不能滿足于模具鋼行業(yè)發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)的需求，因此鑄造模具鋼應(yīng)運而生。采用精鑄生產(chǎn)鑄造模具，只需要簡單的熱處理和少量的機械加工就能生產(chǎn)出需要的模具，節(jié)約了時間和生產(chǎn)成本。但是其鑄態(tài)組織存在枝晶粗大，成分偏析嚴(yán)重，晶界上分布著大尺寸的骨骼狀碳化物，這嚴(yán)重的損害了模具鋼的機械性能。運用合金化和熱處理手段改善鑄態(tài)組織不均勻性，是提高鑄造模具鋼性能性質(zhì)有效的方法。 本論文以冷作模具鋼5Cr5MoV為參考鋼種，通過在5Cr5MoV中添加一系列Al元素研究Al元素對5Cr5MoV鑄造模具鋼組織和性能的影響。模具的工作條件要求模具鋼具有良好的強度、硬度、韌性和耐磨性等，為獲得這種良好的機械性能，實驗采用了球化退火-淬火-回火處理工藝獲得了回火馬氏體和二次析出碳化物的良好組合，有效增強基體的強度、硬度和耐磨性。本研究采用1040℃、1080℃和1120℃三種淬火溫度，并進行了從低溫到高溫的一系列回火處理，獲得了穩(wěn)定性良好的回火馬氏體和孿晶馬氏體的混合組織。實驗采用的退火工藝獲得了粒狀合金滲碳體均勻分布在鐵素體基體上的珠光體組織，三種淬火溫度中1080℃和1120℃淬火獲得了較高的硬度，但是抗拉強度和沖擊韌性較1040℃低。實驗采用1040℃淬火和500℃回火，發(fā)生了顯著的二次硬化現(xiàn)象。在該熱處理工藝下實驗室對不同含Al量的模具鋼進行了各項機械性能測試，發(fā)現(xiàn)含Al量為1.0wt.%的模具鋼的綜合性能最好。洛氏硬度實驗發(fā)現(xiàn)含Al鋼除1.3Al鋼的硬度略高于冷作模具鋼5Cr5MoV，對1040℃淬火和500℃回火試樣進行拉伸實驗表明，含Al量在1.0wt.%的模具鋼性能比良好，抗拉強度和延伸率都獲得了很大的提高，抗拉強度提高了100Mpa以上，延伸率提高了30%。無缺口沖擊實驗顯示，經(jīng)過1040℃淬火500℃回火的含Al模具鋼的沖擊韌性提高明顯，含Al量在1.0wt.%的模具鋼的沖擊韌性ak達(dá)到了10J/cm2以上，較冷作模具鋼5Cr5MoV提高了60%。耐磨性試驗表明，Al添加提高了模具鋼的耐磨性，隨含Al量提高耐磨性增加，其中1.0Al鋼的耐磨性ε最好提高了50%左右，當(dāng)含Al量超過1.0wt.%時耐磨性開始下降。 本研究對模具鋼中的各種夾雜物的產(chǎn)生原因和夾雜物造成危害的方式進行了詳細(xì)的分析，并指出了生產(chǎn)過程中如何避免或者減少夾雜物的產(chǎn)生，，從而提高鑄造模具鋼的性能。
【關(guān)鍵詞】：模具鋼 組織 性能 碳化物 回火馬氏體
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 模具鋼概論10
• 1.2 冷作模具鋼概論10-12
• 1.3 模具鋼研究現(xiàn)狀12-19
• 1.3.1 國內(nèi)外冷作模具鋼研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 冷作模具鋼研究13-19
• 1.3.2.1 冷作模具鋼成分研究14-16
• 1.3.2.2 模具鋼熱處理16-17
• 1.3.2.3 二次硬化現(xiàn)象17-18
• 1.3.2.4 模具鋼的耐磨性研究18-19
• 1.3.2.5 模具鋼其它研究19
• 1.4 選題意義和來源19-21
• 1.4.1 模具鋼研究意義20
• 1.4.2 鋁在鋼中的作用20-21
• 1.5 本文研究目標(biāo)和內(nèi)容21-24
• 1.5.1 研究目標(biāo)21
• 1.5.2 研究內(nèi)容21-24
• 第2章 實驗設(shè)備和方法24-32
• 2.1 試驗材料制備24-25
• 2.2 試驗方法25-29
• 2.2.1 鑄造模具鋼熱處理研究25-26
• 2.2.2 試驗材料的組織研究26
• 2.2.3 性能測試26-29
• 2.2.3.1 硬度試驗27
• 2.2.3.2 拉伸試驗27-28
• 2.2.3.3 磨損試驗28-29
• 2.2.3.4 沖擊試驗29
• 2.3 試驗設(shè)備29-32
• 第3章 含 Al 鑄造模具鋼組織觀察32-46
• 3.1 模具鋼 5Cr5MoV 熱處理組織研究32-38
• 3.1.1 冷作模具鋼 5Cr5MoV 鑄態(tài)組織研究32-33
• 3.1.2 冷作模具鋼 5Cr5MoV 退火組織研究33-35
• 3.1.3 冷作模具鋼 5Cr5MoV 淬火和回火組織研究35-38
• 3.2 含 Al 鑄造模具鋼熱處理工藝研究38-44
• 3.2.1 含 Al 鑄造模具鋼鑄態(tài)組織研究38-39
• 3.2.2 含 Al 鑄造模具鋼退火組織研究39-41
• 3.2.3 含 Al 鑄造模具鋼淬火和回火組織研究41-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 第4章 含 Al 鑄造模具鋼性能研究46-66
• 4.1 含 Al 鑄造模具鋼各階段硬度變化規(guī)律46-51
• 4.1.1 鑄態(tài)鋼硬度變化規(guī)律46-47
• 4.1.2 淬火和回火組織硬度變化規(guī)律47-51
• 4.1.2.1 1040℃淬火模具鋼回火硬度變化規(guī)律48-49
• 4.1.2.2 1080℃淬火模具鋼回火硬度變化規(guī)律49-50
• 4.1.2.3 1120℃淬火模具鋼回火硬度變化規(guī)律50-51
• 4.2 含 Al 鑄造模具鋼拉伸性能研究51-56
• 4.2.1 冷作模具鋼 5Cr5MoV 熱處理拉伸性能51-52
• 4.2.2 1040℃淬火含 Al 鋼拉伸性能研究52-54
• 4.2.3 1080℃淬火含 Al 鋼拉伸性能研究54-56
• 4.3 含 Al 鑄造模具鋼磨損性能和沖擊性能研究56-63
• 4.3.1 含 Al 模具鋼磨損試驗56-59
• 4.3.2 含 Al 模具鋼沖擊試驗59-63
• 4.3.2.1 1040℃淬火模具鋼沖擊試驗59-61
• 4.3.2.2 1080℃淬火模具鋼沖擊試驗61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-66
• 第5章 結(jié)論66-68
• 參考文獻68-74
• 致謝74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉宗昌,杜志偉,朱文方,曹東奎;H13鋼的回火二次硬化[J];兵器材料科學(xué)與工程;2001年03期

2 李彥軍,姜啟川,何鎮(zhèn)明,趙宇光,葛僚海;A1對M2高速鋼凝固過程的作用[J];材料研究學(xué)報;1997年02期

3 劉先蘭;張文玉;;冷作模具鋼的選擇及應(yīng)用[J];鍛壓技術(shù);2007年06期

4 張荊門;硬質(zhì)合金工業(yè)的進展(1)[J];粉末冶金技術(shù);2002年03期

5 徐祖耀;鋁在高速鋼中的作用[J];機械工程材料;1993年02期

6 謝殷子;吳曉春;李紹宏;;熱處理工藝對SDC90新型冷作模具鋼組織與性能的影響[J];機械工程材料;2010年06期

7 晏廣華;黃新民;褚作明;金康;王艷青;秦興國;楊明;;不同熱處理工藝下H13鋼組織性能的變化[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年06期

8 李紹宏;鄧?yán)栎x;謝殷子;吳曉春;;高碳高合金馬氏體鋼回火過程連續(xù)性轉(zhuǎn)變的內(nèi)耗行為研究[J];鋼鐵研究學(xué)報;2011年04期

9 杜永澤,陳再枝;釩含量對D2模具鋼耐磨性的影響[J];鋼鐵研究學(xué)報;1997年S1期

10 符仁鈺;劉以寬;;鑄造H13鋼的回火轉(zhuǎn)變及碳化物的研究[J];金屬熱處理學(xué)報;1992年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 遲宏宵;Cr8型冷作模具鋼高性能化研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

本文編號：534050