热处理工艺参数对Cr8冷作模具钢组织和性能的影响

针对Cr8冷作模具钢的二次硬化问题,采用金相显微镜、SEM、EDS和洛氏硬度计,研究了低温回火和高温回火对Cr8冷作模具钢材料组织和性能的影响。结果表明,原材料组织为珠光体和少量长为9~41μm、宽为2~11μm大颗粒共晶碳化物;不同回火温度下,材料的组织为马氏体和少量长为4~25μm、宽为1~8μm的大颗粒共晶碳化物及细小二次析出碳化物;经1030℃淬火、高温520℃回火之后材料出现二次硬化现象,硬度为58. 4 HRC,比低温200℃回火下的硬度高出1. 4 HRC。Cr8钢的二次硬化是由于高温520℃回火之后,二次纳米级小颗粒碳化物析出较多,且颗粒均匀弥散分布于基体中造成的。     

新型耐磨冷作模具钢CPR的组织与性能

研究了不同淬、回火工艺对新型冷作模具钢CPR和D2钢组织与性能的影响。结果表明,CPR钢在共晶碳化物偏析上较D2钢有所改善。CPR和D2钢在1050℃奥氏体化后,油冷淬火的硬度分别达到64.7和65.0 HRC,更高温下淬火CPR钢仍有较高的硬度。不同温度回火试验钢存在明显的二次硬化效应,CPR钢回火稳定性较D2钢好,热处理温度范围较宽。     

Cr8Mo1SiV冷作模具钢大颗粒共晶碳化物的控制工艺研究

基于高温均质化不同温度、时间和锻造变形比,研究了不同大颗粒共晶碳化物尺寸下Cr8Mo1SiV冷作模具钢的冲击韧性和耐磨性能,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜和Image-J软件对材料的显微组织和大颗粒共晶碳化物进行了观察分析。试验结果表明:Cr8Mo1SiV冷作模具钢大颗粒共晶碳化物尺寸可由高温均质化和锻造工艺控制,高温均质化的温度越高、时间越长,大颗粒共晶碳化物的尺寸越小,提高温度的效果优于延长时间,高温均质化的温度工艺优选1 180℃左右,温度过高则使晶粒粗大、晶界熔化,温度过低则效果不显著,时间在保证晶粒度符合要求且无过热的前提下尽量延长,锻造变形比越大,则大颗粒共晶碳化物的破碎程度越大、尺寸越小、材料的冲击韧性及其稳定性越高,锻造变形比优选>16。     

合金元素对冷作模具钢淬回火硬度的影响

研究了C、Cr、V合金元素对高碳高合金冷作模具钢淬回火硬度的影响。①P值(P:-137.5C+10.5Cr-8.75Mo+77.5V)是衡量Ms温度变化的一个重要因素,是通过计算残余奥氏体量(γR)和淬火钢的硬度(H_Q)得到;②Ms温度随P值的增加呈线性递增,γ_R的量则减少,H_Q值首先递增,在P值约为-50时H_Q达到峰值;③P值在-40和-70之间,通过合理设计C、Mo和V的含量,与γ相固溶体得到高HT(HT:钢的淬回火硬度),高HT通过少量的γR和充分的二次硬化效果获得的,主要是Mo和V的碳化物质点的二次析出所产生的硬化效果;④通用冷作模具钢在常规奥氏体化温度(1,323K)时,P值为-50左右,HT可以达到64HRC以上。     

Cr12MoV冷作模具钢热处理工艺及性能分析

对比分析了抚钢生产的冷作模具钢Cr12MoV和Cr12Mo1V1的热处理工艺及性能。结果表明：淬火加热温度Cr12MoV采用980℃～1,020℃、Cr12Mo1V1采用1,020℃～1,060℃较为适宜,淬火硬度范围两钢种均为60～64.5HRC;回火可采用200℃低温回火和500℃高温回火两种工艺,200℃低温回火硬度两钢种均为62.5HRC,500℃高温回火硬度Cr12MoV为58.5HRC、Cr12Mo1V1为61HRC;Cr12Mo1V1冲击韧性好于Cr12MoV,200℃低温回火纵向冲击功分别约为40J和30J。     

新型冷作模具钢SDC99性能

对比研究了4种Cr8型模具钢的硬度、冲击韧性、抗弯强度及耐磨性能,借助JMatPro分别计算Cr8和Cr12型模具钢的碳化物类型与数量,讨论Cr8型模具钢合金化原理。结果表明:新型高强韧冷作模具钢SDC99成分设计合理,实物质量与进口钢相当。Cr8型模具钢通过成分调整,降低M7C3型莱氏体碳化物含量,大幅度提高冲击韧性;同时提高Mo、V等强碳化物形成元素含量,以增加二次碳化物,保证碳化物总量,提高耐磨性;加入Ni、Si等非碳化物形成元素细化晶粒,强化基体,增强韧性。     

加热速率对Cr8Mo2SiV冷作模具钢奥氏体化过程的影响

以高碳中铬的Cr8Mo2SiV莱氏体冷作模具钢为研究对象,采用Formastor-FII相变仪和差示扫描量热仪分析了不同加热速率下退火态钢的奥氏体化过程。结果表明,随着加热速率由2℃/min增大至40℃/min,根据膨胀法逆共析转变的起始和终了温度分别升高了34℃和51℃,逆共析转变温度区间由22℃增大至39℃,奥氏体均匀化温度也随之升高;根据差示法整个加热过程可以分为5个阶段,主要包括碳化物向奥氏体的转变、铁素体向奥氏体的转变以及奥氏体均匀化过程,2种方法分析得到的各临界温度点的值基本一致,试验结果可为冷作模具钢的工业化生产提供理论依据。     

新型冷作模具钢的性能及热处理

本文介绍了国内外冷作模具用钢的发展概况和趋势,尤其是对一些新型冷作模具用钢的性能与热处理进行了较详细的阐述,并对我国今后模具钢的研发进行了展望。     

Cr12型冷作模具钢加工工艺研究

分析了Cr12系列冷作模具钢的特性,对Cr12钢的相组分、不同温度下的晶粒长大趋势进行了模拟计算,对不同温度下的实际加工性能进行了研究与实践。结果表明,该钢室温组织为碳化物、渗碳体（Fe3C）及铁素体,随着温度升高,碳化物逐渐溶解进奥氏体中,一直到约1,240℃,碳化物全部溶解,直至全部熔化为液相。在1,140℃下加热、轧制时,该钢易产生劈头、拉裂等问题,主要是未完全烧透导致。在1,160℃～1,170℃下加热轧制,该钢轧制变形特性较好,此时组织细致均匀,碳化物破碎形态良好。在高于1,180℃时加热,该钢产生过烧现象,将导致轧制裂口等问题。     

Cr12型冷作模具钢及热处理工艺

分析了Cr12冷作模具钢的化学成分和材料特性,介绍了Cr12钢热处理工艺,并列举了实验实例进行说明。     

国内外冷作模具钢发展动态

结合国内冷作模具钢产品市场需求和模具行业"十二五"规划,分析预测了冷作模具钢材料的发展方向。综述了国内外冷作模具钢材料近5年来的研究动态,介绍了冷作模具钢生产企业及模具材料实际使用中关注的焦点问题,展望了未来冷作模具材料的发展趋势。     

冷作模具钢的选择及应用

综述了冷作模具钢的性能及分类,指出了传统冷作模具钢的局限性和新型冷作模具钢的优势.从化学成分、组织结构、力学性能和使用寿命等方面,对新型冷作模具钢如低合金冷作模具钢-GD(6CrMnNiMoVSi)钢、基体钢-65Nb(65Cr4W3Mo2VNb)钢和CG-2(6Cr4Mo3Ni2WV)钢、高韧性高耐磨性冷作模具钢-LD(7Cr7Mo2V2Si)钢和GM(9Cr6W3Mo2V2)钢等,进行对比和实例分析,指出应合理选择及应用新型冷作模具钢,从而提高模具使用寿命.     

国内外Cr12型模具钢组织和性能对比

通过成分分析、冶金质量评定、显微组织观测、能谱分析及硬度、冲击、拉仲实验,对4种Cr12钢的组织与性能进行研究,包括DAIDO DC11、ASSAB XW41及两种国产Cr12钢.结果表明,与DC11、XW41相比,国产Cr12型模具钢力学性能较差,主要原因在于共晶碳化物不均匀度级别较高,形态较差;非金属夹杂含量较高.其次,碳含量偏高,碳化物形成元素偏低.     

Cr8型刃具钢热处理工艺优化

通过显微组织观察、力学性能测定和XRD物相分析研究了不同热处理工艺下Cr8钢的组织和性能,从而优化了其热处理工艺。结果表明,Cr8钢最佳的热处理工艺为1100 ℃油淬+520 ℃回火2 h×2次,油冷。该工艺下硬度达最大值为59.7 HRC,冲击吸收能量为202.6 J。     

SKD11冷作模具裂纹原因分析

SKD11冷作模具热处理后经磨削加工入库放置时检查一侧表面发现裂纹。通过直读光谱仪、硬度计、金相显微镜、电子探针分别对模具化学成分、硬度、夹杂物以及金相组织进行检测分析。结果表明：原始显微组织不均匀、条带状成分偏析严重,晶粒粗大、晶界宽化的过热倾向以及残留奥氏体多回火不足等因素,造成马氏体转变时淬火残余应力过大,在淬火过程中及后续的模具放置应力释放过程中,内应力最终超过材料的强度极限,导致SKD11冷作模具表面裂纹的加速形成及纵深扩展。     

淬火温度对Cr5MoVNi钢组织和性能的影响

为了研究淬火温度对Cr5MoVNi钢组织和性能的影响,采用了1000、1050、1100、1150 ℃淬火、230 ℃回火的热处理工艺。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及压缩试验等方法研究了不同淬火温度下的微观组织和力学性能。研究发现,随着淬火温度升高,试验钢基体中的残留奥氏体明显增多,甚至转变为单一的残留奥氏体;试验钢的硬度单调降低;冲击吸收能量先升高后降低,在1100 ℃达到最大值20.1 J;压缩变形过程中,残留奥氏体发生TRIP效应,是压缩应变超过35%的原因所在。