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4Cr5W2VSi模具鋼的組織及力學(xué)性能介紹
發(fā)布時(shí)間:2020-07-03 10:54:01
鉻系熱作模具鋼在中溫下具有較高的熱強(qiáng)度、硬度、耐磨性、韌性和熱疲勞性能,成為世界上應(yīng)用更廣泛的熱作模具鋼
。 熱作模具在工作時(shí)承受著很大的沖擊載荷,膜腔與高溫金屬接觸后,局部溫度可達(dá)500~700 ℃,同時(shí)還經(jīng)受著反復(fù)的加熱和冷卻,模具工作表面容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋。另外炙熱金屬被強(qiáng)制變形時(shí),與型腔表面摩擦,模具極易磨損并且硬度降低。4Cr5W2VSi鋼是一種鉻系熱作模具鋼,具有空冷硬化的特點(diǎn)。目前,關(guān)于4Cr5W2VSi鋼的研究比較少,因此,深入研究其組織特征和力學(xué)性能,對改善和提高4Cr5W2VSi鋼的服役性能,拓展其應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。 東锜模具4Cr5W2VSi模具鋼的組織進(jìn)行了比較深入的研究,通過分析退火態(tài)和調(diào)質(zhì)態(tài)的組織特征,確定了帶狀組織的存在形式,物相組成,闡述了退火態(tài)和調(diào)質(zhì)態(tài)組織特征對沖擊性能的影響,以及組織和力學(xué)性能的各向異性,并對退火態(tài)4Cr5W2VSi鋼與H13鋼的拉伸性能進(jìn)行了對比。 試驗(yàn)材料為經(jīng)過反復(fù)拔長和鐓粗鍛造的4Cr5W2VSi鋼,尺寸為120 mm×120 mm×200 mm。通過熒光光譜檢測其化學(xué)成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%):C0.32,Si1.2,Mn≤0.04,Cr4.82,W1.69,V0.62,P≤0.03,S≤0.03。試驗(yàn)材料分別為退火態(tài)和退火后調(diào)質(zhì)處理態(tài)。退火采用860 ℃常規(guī)球化退火,保溫4 h,爐冷至500 ℃以下出爐空冷;調(diào)質(zhì)采用1030 ℃真空淬火,油淬,600 ℃回火兩次,每次2 h。在兩種狀態(tài)下,沿拔長方向(縱向)和垂直于拔長方向(橫向)切取試樣,進(jìn)行組織分析、拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)和硬度測試,研究其組織和力學(xué)性能。結(jié)果表明: 1) 調(diào)質(zhì)熱處理不能消除4Cr5W2VSi鋼的偏析,其退火態(tài)和調(diào)質(zhì)態(tài)橫向組織的枝晶偏析呈網(wǎng)狀,縱向組織偏析呈帶狀,且由于合金元素偏聚,調(diào)質(zhì)態(tài)偏析更為嚴(yán)重;4Cr5W2VSi鋼的退火態(tài)組織為粒狀珠光體+少量偽共晶碳化物,調(diào)質(zhì)態(tài)組織為回火托氏體和沿晶界析出的網(wǎng)狀碳化物。 2) 4Cr5W2VSi鋼退火態(tài)屈服強(qiáng)度為378 MPa,抗拉強(qiáng)度為890 MPa,調(diào)質(zhì)態(tài)屈服強(qiáng)度是退火態(tài)的1.35倍,抗拉強(qiáng)度是退火態(tài)的1.1倍。 3) 退火態(tài)4Cr5W2VSi鋼的沖擊性能存在各向異性,縱向沖擊性能要高于橫向;調(diào)質(zhì)態(tài)沖擊性能不存在各向異性,退火態(tài)的沖擊性能明顯高于調(diào)質(zhì)態(tài);其沖擊斷口均為脆性斷口。 4) 4Cr5W2VSi鋼中碳化物的存在形式為Fe6C、Fe7C3、Cr7C3、Cr23C6等,調(diào)質(zhì)態(tài)硬度是退火態(tài)硬度的3倍左右,這是因?yàn)檎{(diào)質(zhì)后發(fā)生相變,生成了脆性相托氏體以及合金元素偏聚引起的二次硬化。 以上就是小編對4Cr5W2VSi模具鋼的組織及力學(xué)性能介紹,更多模具鋼資訊歡迎閱讀《模具鋼制造質(zhì)量控制要點(diǎn)[技術(shù)資訊]》。

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