目前,氮在不銹鋼中的應(yīng)用及微觀作用機(jī)理已得到廣泛報(bào)道,其在模具鋼中的應(yīng)用和作用機(jī)理研究很少。課題組結(jié)合氮的作用機(jī)理,提出在Cr-Mo-V系模具鋼中添加氮元素,從而提高其硬度并保證良好韌性的合金化思路。本文通過(guò)對(duì)經(jīng)氮合金化的Dievar和8Cr3兩種模具鋼進(jìn)行組織性能測(cè)試以及工藝優(yōu)化試驗(yàn),驗(yàn)證了模具鋼微氮合金化思路的合理性。借助熱膨脹相變儀、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）、三維原子探針（3DAP）等測(cè)試分析設(shè)備系統(tǒng)地研究了氮在Cr-Mo-V熱作模具鋼中的溶解析出行為及作用機(jī)制。主要得出了以下結(jié)論:（1）微量氮的加入可使Dievar鋼中顯著增加MC型碳化物的析出量和溶解溫度,而加入到8Cr3鋼中則會(huì)生成氮化物CrN,同樣提升M7C3型碳化物的溶解溫度。氮在Dievar和8Cr3兩種系列的鋼中均能增加淬火未溶碳化物的數(shù)量及其穩(wěn)定性,提升晶粒發(fā)生粗化的溫度,起到顯著的細(xì)化晶粒作用,而對(duì)兩種鋼回火組織中的殘余奧氏體含量影響較小。在常規(guī)熱處理工藝下,微量氮能同時(shí)提高Dievar模具鋼的硬度和韌性,而在8Cr3鋼中由于未溶碳化物數(shù)量多、尺寸大,對(duì)韌性損害較大。（2）相較... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－２不同鋼種抵抗不同失效機(jī)理能力比較??表２＿１?Ｄｉｅｖａｒ鋼的化學(xué)成分（ｗｔ．％）??

此，在條件允許的情況下，研宄亞晶尺寸比原始奧氏體更具有客??觀參考價(jià)值。??ｍｍ??〇４〇???〇．５????〇３５＿（Ｃ）?ＡｖｅｒｏＳ〇．５３Ｍｍ?■?Ｗ?Ｎ＞??＾?０．３０?３?０．４?■?Ａｖｅｒａｇｅｒ?ｓｉｚｅ／０．４１?Ｊｉｍ??ｌｌｌｌｕＪ??０．２?ＯＪ?０．４?０．５?０．６?０．７?０．８?０．９?１．０?０．２?０．３?０．４?０．５?０．６?０．７?０．８?０．９?１．０??Ｇｒａｉｎ?ｓｉｚｃ／Ｍｍ?Ｇｒａｉｎ?ｓｉｚｅ／Ｍｍ??圖４－２兩種Ｄｉｅｖａｒ試驗(yàn)鋼的歐拉圖及尺寸統(tǒng)計(jì)??（ａ）Ｄｉｅｖａｒ鋼歐拉圖；（ｂ）Ｄｉｅｖａｒ（Ｎ）鋼歐拉圖；??（ｃ）Ｄｉｅｖａｒ鋼亞晶尺寸分布；（ｄ）Ｄｉｅｖａｒ（Ｎ）鋼亞晶尺寸分布??本小節(jié)利用ＥＢＳＤ對(duì)兩個(gè)系列的模具鋼亞晶晶粒做了表征和相關(guān)尺寸統(tǒng)??計(jì)，如圖４－２和４－３所示。從圖４－２（ａ）和（ｂ）可以看出，兩種Ｄｉｅｖａｒ鋼的回火??馬氏體板條結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn)，原始奧氏體晶粒幾個(gè)不同取向的板條束組成，每??個(gè)板條束又包括若干板條塊。原始奧氏體晶界兩側(cè)的板條束取向差異比較明??顯，這是因?yàn)樵诖慊疬^(guò)程中，馬氏體板條優(yōu)先在原始奧氏體晶界形核繼而向??兩側(cè)生長(zhǎng)，導(dǎo)致了取向性的差異。不同的是，ＤｉｅｖａｒｔＮ）鋼的馬氏體板條明顯??－２５－??

?微氮合金化熱作模具鋼強(qiáng)軔化機(jī)制及工藝調(diào)控探宄???細(xì)小，這證明原始奧氏體的晶粒較小且在回火過(guò)程中馬氏體板條的粗化程度??相對(duì)較少。圖４－２（ｃ）和（ｄ）是兩種鋼晶粒尺寸的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)。從圖中可以看出，??Ｄｉｅｖａｒ（Ｎ）鋼的尺寸在０．２ｎｍ的亞晶數(shù)量比例明顯高于Ｄｉｅｖａｒ鋼，Ｄｉｅｖａｒ（Ｎ）鋼??的亞晶平均晶粒尺寸僅為０．４１?ｐｍ，而Ｄｉｅｖａｒ鋼的亞晶平均晶粒尺寸為０．５３ｎｍ。??從圖４－３（ａ）和（ｂ）中更能清晰的看清８０３鋼的亞晶結(jié)構(gòu)，兩種鋼均已看不??出明顯的板條馬氏體特征，晶粒趨向于等軸晶。因此可以判斷，兩種鋼的組??織在３６０°Ｃ回火后均己發(fā)生了再結(jié)晶，變成了回火索氏體。不同的是，兩種??鋼的晶粒尺寸差異較大，８Ｃｒ３（Ｎ）鋼的平均晶粒尺寸為０．４７ｎｍ，而對(duì)應(yīng)的８Ｃｒ３??鋼的平均晶粒尺寸為〇．５９ｆｉｍ。可見(jiàn)，氮的加入對(duì)８Ｃｒ３鋼亞晶晶粒的細(xì)化作??用極為明顯。??ｍｍ??０．６????０．４?（ｃ）?■Ｂ８Ｃｒ３?■?（ｄ）?■Ｂ８Ｃｒ３（Ｎ）??？＞〇?＾?＇?Ａｖｅｒａｇｅ?ｓｉｚｅ：０．５９｜ｉｍ?Ｏ．Ｓ?Ｖ?ｆ?Ａｖｅｒａｇｅ?ｓｉｚｅ：０．４７ｐｍ??Ｉ０３１??丨：：ＬＪ?ｖ?Ｉ??０．４?０．６?０．８?１?０?１－２?０．４?０．６?０．８?１．０?１．２??Ｇｒａｉｎ?ｓｉｚｃ／＾ｍ?Ｇｒａｉｎ?ｓｉｚｅ／ｆｉｍ??圖４－３兩種８０３試驗(yàn)鋼歐拉圖及尺寸統(tǒng)計(jì)（ａ）８Ｃｒ３鋼歐拉圖；（ｂ）８Ｃｒ３（Ｎ）鋼歐拉圖；??（ｃ）８Ｃｒ３鋼亞晶尺寸分布；（ｄ）８Ｃｒ３（Ｎ）鋼亞晶尺寸分布??４．３．３碳化物??化學(xué)成分對(duì)模具鋼中碳化物的類(lèi)型、

【參考文獻(xiàn)】：
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