3 Cr3 Mo3 VNb 在热冲孔中的应用研究

高合金钢热冲孔冲头寿命关系到模具与产品成本、生产效率、自动化设备的使用,因此,应注重冲头的选材、材料制备与冲头制造工艺。 用 3 Cr3Mo3 VNb 作为高合金钢热冲孔冲头,为提高模具寿命,在材料制备上,优化了成分,采用电渣重熔冶炼,减少杂质,毛坯锻造两次,用大锻造比锻造,冲头热处理用真空炉,三次回火,热处理硬度取 HRC42 ~ 46 ,冲头表面处理采用镀铬工艺,开展了热冲孔工艺试验。 结果表明,用3 Cr3Mo3 VNb 可使冲孔冲头寿命平均达到 800 件以上。     

Co基复合镀层对3Cr2W8V钢热疲劳性能的影响

利用自约束热疲劳试验方法，研究了在３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢表面上沉积Ｃｏ－Ｃｒ２Ｏ３－，Ｃｏ－Ａｌ２Ｏ３及Ｃｏ－ＣａＦ２复合镀层对钢热疲劳性能的影响。结果表明：Ｃｏ－Ｃｒ２ｏ３及Ｃｏ－ＡｌＯ３复合镀层都在不同程度上提高钢的热疲劳抗力，而Ｃｏ－ＣａＦ２则降低钢的热疲劳抗力。     

TiN气相沉积层对3Cr2W8V钢热疲劳性能的影响

采用自约束热劳试验方法研究了ＴｉＮ等离子气相沉积怪对３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢热疲劳性能的影响。结果表明：ＴｉＮ沉积层可以有效地提高钢的疲劳抗力，随沉积层厚度减薄，热疲劳抗力增加；随热循环上限温度和蔼同，ＴｉＮ沉积层的热疲劳抗力降低；ＴｉＮ沉积层具有很的热循环稳定及抗氧化性。     

4Cr5MoSiV1，8407钢的热疲劳性能

采用自约束热疲劳试验方法,对比研究了相同热处理条件的4Cr5MoSiV1,8407钢的热疲劳特性,观察分析了疲劳裂纹形貌和深度,采用热疲劳损伤因子定量研究了二种钢的热疲劳过程。结果表明：两种钢的热疲劳裂纹萌生发生在100－200次之间。8407钢热疲劳裂纹的萌生较4Cr5MoSiV1钢均匀,细小;在1600次冷热循环前,二者的热疲劳损伤程度无明显差别,在1600次热循环后,前者的热疲劳损伤程度低于后者;在较低的回火温度条件下,8407钢的热疲劳抗力稍优于4Cr5MoSiV1;而在高温回火时,8407钢的热疲劳抗力属于4Cr5MoSiV1钢。分析了这二种钢的热疲劳机制,指出决定材料热疲劳裂纹抗力的是钢的热稳定性和钢的强度或硬度。     

HD钢在气门热精锻模具的生产应用初步试验

气门热精锻模具失效的主要形式为热磨损和压塌，提高模具使用寿命的关键是使材料具有更高的室温和高温的硬度，磨损抗力，屈服强度和热稳定性。ＨＤ（４Ｃｒ３Ｍｏ２ＮｉｖＮｂ）钢比传统应用的３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢具有更高的上述性能及足够的韧塑性，因而其模具在理论上具有更长的工作寿命。生产应用试验表明，ＨＤ钢制气门热精锻模具的使用寿命是３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢的２．２倍。     

B1500HS材料热成形后冷冲切试验

目的研究热冲压零件冷冲切刀块易磨损寿命低的问题。方法设计开发一套多功能冷冲切试验模具,对热成形后B1500HS材料进行连续冲切试验,并对3组模具间隙、4种典型模具钢材质对应的冲切试样进行断面质量检测及统计,以此分析热冲压高强钢冷冲切合理模具间隙和典型冷冲切模具钢的冷冲切特性。结果 8%~10%料厚模具间隙在冲切初期毛刺较小,且在连续冲切过程中毛刺高度比较稳定,为合理的模具间隙范围;4种典型模具钢中,ASP60冲头耐磨性性能最优,SKD11冲头耐磨损性最差,SKH-9和CALDIE介于两则之间。结论热冲压钢的冷冲切稳定性及刀块寿命相对常规高强钢还存在较大差距,针对其冲切特性有必要开发更高寿命、高性价比的模具钢及热处理方法,以提高刀块寿命和生产效率,降低零件制造成本。     

5Cr型和3Cr—3Mo型热作工具钢的高温强度

热作工具钢的高温强度随温度的变化呈明显的两阶段,利用唯象理论对这一现象作了描述。结果表明,可用σ_b=σ_b~o-Cexp(-Q/RT)描述强度随温度变化的趋势。由激活能 Q~(LT)和 Q~(HT)数值推知,在低温阶段回复软化的原因是 Snoek 气团对位错的钉扎作用随温度的升高而减小;在高温阶段回复软化的原因是位错的攀移所致。合金元素对 Q~(HT)有显著的影响。     

加热炉Cr5Mo炉管材料性能分析及寿命预测

以某炼油厂提供的加热炉Cr5Mo炉管为研究对象,从试验角度进行了炉管的宏观检验、化学成分分析、硬度测试、力学性能分析和金相检验。结果表明:炉管在经过长时间高温服役后屈服强度有明显降低,珠光体球化现象加重。依据高温持久性试验结果,利用等温线法和L-M参数法对炉管剩余寿命进行了预测,评估结论为在操作温度650℃及应力18MPa的条件下,该批炉管至少还能服役一个周期。     

高强度热冲压钢板强韧性工艺优化研究

为改善强韧性,本文基于热冲压高强度钢板强度、塑性和韧性指标,选取加热温度、保温时间和开始淬火温度为设计因子,引入Kahn试验获得高强度热冲压硼钢撕裂强度和单位面积裂纹形核功来表征材料断裂韧性,进行多指标综合评分的L9(34)正交试验设计,以研究不同淬火工艺参数对热冲压高强钢强韧性的影响规律.结果表明:在加热温度为920~950℃、保温时间1 min、开始淬火温度为650~700℃条件下,热冲压硼钢SPFH具有优良的成形性能和强韧化指标.采用优化后工艺进行典型车身结构件热冲压试验,其撕裂强度、单位面积裂纹形核功和强韧比分别提升10.91%、20.32%和22.17%,在保证强度的基础上韧性得到了大幅度提高.     

3Cr2W8V钢压铸模具断裂分析

3Cr2W8V钢压铸模具在压铸了几件铝件后发生断裂失效,采用化学成分分析、宏观检验、金相检验和断口分析等方法,对3Cr2W8V钢压铸模具的断裂原因进行了分析。结果表明：模具材料在断裂处的显微组织不均匀,存在大颗粒状碳化物或集中分布的未溶碳化物是造成模具断裂的直接原因。     

新型超高强度热冲压用钢的热变形行为及本构关系

利用Gleeble-1500D热模拟机对新型超高强度热冲压用钢22MnB5Nb进行等温单向拉伸实验,研究了其在变形温度为650~950℃,应变速率为0.1,1.0,10s~(-1)下的热变形行为,并采用3种本构分析方法,即基于传统拟合回归方法的Arrhenius型、考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型和本工作新提出的基于Quasi-Newton BFGS算法的Arrhenius型本构方程来描述22MnB5Nb钢的热变形行为。结果表明:22MnB5Nb钢表现出典型的加工硬化和动态回复软化行为,变形温度与应变速率均对其流变应力有较大影响;3种方程均可以准确预测实验钢的峰值流变应力,其中,Quasi-Newton BFGS算法具有可一次性求解所有材料参数、求解步骤简单和预测精度最高(R=0.99578,Re=11.03MPa,E=2.48%)的特点,考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型本构方程预测精度相对较低,但能直接预测不同变形条件下的流变应力曲线且可以较好地预测变形过程中的加工硬化效应、动态回复软化效应和应变速率强化效应。     

奥氏体不锈钢铸造管坯的热挤压试验研究

介绍了一种新的奥氏体不锈钢无缝管材制备工艺,即对空心铸坯直接热挤压制备荒管。通过对铸坯热挤压荒管的组织与性能的实验研究,表明新工艺可获得组织和性能均与传统工艺水平相当的不锈钢荒管,但工艺流程缩短,生产成本降低。     

Fe-Cr-Mo-W-V系热作模具钢高温热稳定性机理研究

采用硬度和扫描组织评价方法分析了三种Fe-Cr-Mo-W-V热作模具钢(DM、H21和H13)在580~650℃下的热稳定性,研究结果表明DM钢较H21、H13钢具有高的热稳定性。同时,通过测定三种钢的连续加热曲线并结合透射电镜组织,研究了高温热稳保温过程中存在的重要碳化物的类型。为了揭示Fe-Cr-Mo-W-V钢的热稳定机理,计算了三种钢由M2C型碳化物形成阶段向MC型碳化物形成阶段转变的临界点激活能,其值为163.9~204.1kJ/mol,表明M2C、MC型碳化物的形成不仅受体扩散影响,而且与位错管道扩散激活能相关,DM钢具有最高临界激活能,其值高达204.1kJ/mol。进一步对比三种钢中的价电子结构差异,得出最高热稳定性的DM钢具有最佳价电子结构。     

H13钢热挤压模开裂分析

通过宏观检验、化学成分分析、硬度测试和金相检验等方法对H13钢热挤压模开裂的原因进行了分析。结果表明:原材料中非金属夹杂物超标及大块共晶碳化物的存在是模具早期失效的主要因素,同时,少量微裂纹的存在也加速了模具的早期开裂。     

23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢在模拟海水环境中的腐蚀行为

采用模拟海水干湿交替气氛的周期浸润腐蚀、模拟海水大气环境的中性盐雾腐蚀及模拟海水全浸区的全浸腐蚀三种加速腐蚀实验方法以及电化学阻抗谱技术进行了23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢在海水模拟环境下的腐蚀行为。采用扫描电镜和X射线衍射方法对腐蚀形貌及腐蚀产物组分进行分析研究。结果表明:在模拟环境加速腐蚀实验中,23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢腐蚀产物可分为外层锈层γ-FeOOH和内层锈层α-FeOOH,通过模拟三种海水环境的腐蚀速率得出干湿交替环境中的耐腐蚀性最差,腐蚀均是从点蚀开始,慢慢扩大,由局部腐蚀逐渐发展成均匀腐蚀。     

热作模具钢DM的高温稳定性和热疲劳性能

研究了热作模具钢DM的高温稳定性和热疲劳性能。结果表明,DM钢在620℃热稳保温过程中马氏体板条内的薄片状M₃C型碳化物逐渐向条块状M₇C₃型碳化物转变,在板条的边界生成M₇C₃、M₂₃C₆型碳化物。DM钢的短循环周次热疲劳性能受控于位错重排和湮灭,长循环周次热疲劳性能受控于碳化物的粗化程度。DM钢中M₃C、M₇C₃、M₆C型碳化物的生成自由能分别为27765.5 J/mol、3841.5 J/mol、-7138.1 J/mol,表明在热稳保温与热疲劳试验过程中碳化物的演变机理一致,发生了M3C→M7C3→M6C类型演变。     

模具钢的发展与应用

综述了冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢的发展状况及其应用,同时对这三种模具钢发展的新钢种进行了详细的阐述,并对今后模具钢的研发进行了展望。