新型长寿命压铸模具钢D.casking的研制及开发

针对压铸模具使用过程中的高强度、高热疲劳抗性要求,开发了新型压铸模具钢D.casking,研究了该钢的非金属夹杂、退火组织、热处理工艺及横向冲击韧性。结果表明:通过电炉+LF+VD+ESR的冶炼方法,D.casking钢的纯净度达到较高的水平;该钢的退火组织优良;经1,030℃淬火+600℃回火两次热处理后,D.casking钢在保持高回火硬度的同时具有较高的横向冲击韧性。D.casking钢特别适用于制造要求具有较高的高温强度及热疲劳抗性的压铸模具,如精密压铸模、大中型压铸模等,也能应用于热挤压模等。     

大型预硬化718塑料模具钢不同区域的抛光性能

用光学显微镜和扫描电镜对截面尺寸为1 360mm×715mm的大型预硬化718塑料模具钢块不同区域的显微组织进行了分析,用原子力显微镜对不同显微组织的表面形貌进行了观察,分析了珠光体/回火贝氏体混合组织区域的抛光去除机制。结果表明:模具钢边部为均匀的回火索氏体组织,边部和心部的中间部位存在带状偏析,组织为回火贝氏体、珠光体以及偏析处形成的索氏体+粒状碳化物,心部为珠光体组织;回火索氏体组织细小,回火碳化物分布均匀,具有良好的抛光性能;回火贝氏体组织由于具有粗大的贝氏体铁素体板条和粗大的不均匀分布的颗粒状碳化物,其抛光性能较差;珠光体以及偏析处形成的异常组织的抛光性能也较差,可观察到橘皮形貌;具有不同组织的表面,其组织间的屈服强度相差越大,则表面抛光性能越差。     

压铸模具钢4Cr5Mo2V的组织和碳化物的高温行为

通过测定4Cr5Mo2V钢在不同冷却速度下的相变膨胀曲线,得到其过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)及A_(c1)、A_(c3)和M_s点温度。结合各相变点和Thermal-Calc分析结果,利用原位观察研究了4Cr5Mo2V钢在升温、保温和降温过程中的组织和及升温过程中碳化物的变化规律。结果表明,4Cr5Mo2V钢的相变点温度分别是:A_(c1)为820℃,A_(c3)为855℃,M_s为275℃;升温过程中,Cr_(23)C_6先于VC溶解,并在表面产生浮凸和空洞;保温过程中,晶粒长大机制为旧晶界迁移,并使得晶粒发生吞并和长大;连续冷却过程中,4Cr5Mo2V钢马氏体形的生成是以先形成的板条为基准逐步形成彼此平行的板条而构成板条束,或者是先形成的板条可以触发产生另一方向(60°或120°)的板条马氏体,构成多边形等具有几何形状的组织特征。     

高品质冷作模具扁钢DC53-S的质量水平研究

采用金相、硬度测试和冲击韧度测试等手段,对同内外DC53冷作模具扁钢进行对比研究.结果表明,我国高品质DC53钢在洁净度、碳化物尺寸控制和力学性能等方面均和国外先进水平相当,某些方面甚至好于国外DC53钢.     

热处理工艺对5Cr5Mo2V钢组织与性能的影响

利用洛氏硬度计及场发射扫描电镜等研究了奥氏体化温度和回火温度对热锻模具用钢5Cr5Mo2V组织和性能的影响。结果表明:试验钢经过不同温度的淬火和回火处理后,组织均为回火马氏体+残留奥氏体+碳化物。当5Cr5Mo2V钢在920~1030 ℃淬火时,随淬火温度升高硬度值增加并于1030 ℃达到最大值62.53 HRC,之后硬度值趋于稳定,且在1030 ℃淬火时晶粒较为细小,超过1030 ℃淬火晶粒开始粗化;试验钢在480~550 ℃回火时,硬度值随回火温度升高逐渐增加,并于550 ℃出现二次硬化峰值,但在此温度下试验钢的冲击性能为最低,此后随回火温度升高冲击性能逐渐增加,当回火温度为600 ℃时,试验钢在维持较高硬度(49 HRC)的同时,冲击吸收能量可达21 J,故5Cr5Mo2V钢的最佳热处理工艺为:1030 ℃淬火30 min后油冷,随后在600 ℃回火(2 h)2次空冷。     

电渣重熔连续定向凝固M2高速钢铸态组织的研究

研究了传统电渣重熔工艺(ESR)和电渣重熔连续定向凝固技术(ESR-CDS)所得到的M2高速钢铸态显微组织。结果表明:采用ESR工艺得到铸态组织边部为树枝晶且部分出现了三次枝晶,心部为粗大的等轴晶,晶粒之间有网状碳化物,铸锭的偏析较为严重,经深腐蚀凝固组织基体与碳化物过渡区较为疏松、粗糙,部分基体内部出现了细小的裂纹。而采用ESR-CDS工艺得到铸态组织边部和心部都以较为细小的树枝晶为主,组织中存在比较多的"不连续的复合规则型"的碳化物,组织较为均匀,经深腐蚀,碳化物与基体过渡区圆滑。     

Cr12Mo1V1模具钢碳化物分断细化热处理技术

改善高耐磨型Cr12Mo1V1冷作模具钢中碳化物的形态和颗粒尺寸对提高其力学性能尤为重要。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、Image-proplus 6.0分析和激光共聚焦显微镜等研究了Cr12Mo1V1钢在高温加热过程中碳化物的溶解、尺寸及形貌特征变化行为。结果表明：在高温加热过程中，Cr12Mo1V1冷作模具钢的碳化物将发生溶解及形状的改变。随着加热温度升高，大颗粒碳化物含量比例逐渐减少，小颗粒碳化物比例逐渐增多，碳化物产生细化。当加热温度足够高时，大颗粒共晶碳化物的形貌会发生明显变化；在1200℃加热时，大颗粒共晶碳化物分断、碎化成尺寸相对较小的颗粒状，随保温时间增加效果更明显。热力学分析表明：碳化物的溶解和形貌特征变化是表面能降低驱动的自发过程；动力学分析表明：由于碳化物表面不同曲率半径处浓度差的存在，合金元素将由曲率半径较小处(如细颈、尖角处)向曲率半径较大处(如平直界面处)扩散，使碳化物发生断开和球化的自发过程。     

钼含量对4Cr5MoV热作模具钢冷热疲劳性能的影响

采用室温至600℃的自约束冷热疲劳试验方法对含不同质量分数(1.8%,3.1%)钼的4Cr5MoV热作模具钢进行了试验,分析了表面与截面裂纹形貌、显微组织以及硬度变化,研究了钼含量对该热作模具钢冷热疲劳性能的影响。结果表明：经1 000次冷热疲劳循环后,含质量分数3.1%钼的试验钢表面产生细小稀疏裂纹,并且裂纹数量明显少于含质量分数1.8%钼的试验钢,含质量分数3.1%钼的试验钢具有更高的抗回火软化性,高的表面硬度可以延缓模具钢中冷热疲劳裂纹的萌生;经2 000次冷热疲劳循环后,含质量分数3.1%钼的试验钢截面裂纹扩展深度大于含质量分数1.8%钼的试验钢,其裂纹扩展速率较大,这与含质量分数3.1%钼的试验钢具有较低的室温冲击韧性和大量碳化物的粗化有关     

热处理工艺对TQ1热作模具钢的组织及力学性能的影响

研究了不同热处理工艺对TQ1热作模具钢的组织及性能的影响,并与国产H13钢进行了对比。结果表明,经1020℃淬火,TQ1钢硬度能达到56.8 HRC,晶粒度可达8级;在500℃回火3次后,具有明显的二次硬化效应,回火硬度达到52.5 HRC;TQ1热作模具钢的最佳热处理工艺(1020℃淬火+500℃回火3次)能使其具有较高的硬度和比H13钢更细小均匀的显微组织。     

M2高速钢的高温力学性能

在Gleeble- 3800热模拟机上进行了高速工具钢W6Mo5Cr4V2（M2）钢热模拟试验,测试了从650℃到1250℃温度M2钢的高温力学性能,得到了抗拉强度曲线和热塑性曲线,观察了不同温度下试样的金相组织和断口形貌。试验结果表明：M2高速钢的零塑性温度为1220℃,零强度温度为1250℃。良好的塑性温度区为950~1150℃,脆性区主要为1175℃至熔点,在850~950℃存在一个较弱的脆性区。在800℃附近,还存在一个良好的低温超塑性区。分析表明,M2高速钢的高温力学性能与基体组织的相变、碳化物的溶解和低熔点碳化物的熔化有很大关系。