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解读热锻模具钢的热稳定性能对比
发布时间:2021-08-27 15:07
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  H13模具钢和3Cr2W8V钢是目前中国使用***广泛的两种热锻模具钢。H13钢具有良好的综合力学性能和冷热疲劳性能,能够满足一般模锻条件的要求。但H13钢作为中耐热热作模具钢,不宜在600℃以上工作,淬透性差,不利于大截面模具的制造,因此其应用受到限制。3CrW8V钢是我国较早使用和广泛使用的高强度热锻模具钢。热稳定性好,使用温度可达650℃。然而,由于其差的热疲劳性能和导热性,它容易由于热疲劳而破裂甚至断裂。中合金DM钢是由科研团队自主开发的新型热锻模具钢。通过测量热稳定性曲线和观察三种热锻模具钢的显微组织,对比分析了三种钢的热稳定性能的优缺点以及热稳定性过程中显微组织的变化。

  

  三种试验钢均采用电渣重熔法冶炼,其化学成分见表1,热处理工艺及硬度值见表2。淬火、加热和冷却均在WZC-60真空淬火炉中进行,回火在S2-5-12箱式炉稳定在试验温度时进行。

  

  热稳定性试验的试样尺寸为10mm×10mm×15mm,试样在S2-5-12箱式炉中分别于580℃、620℃和650℃保温24小时,然后用69-1型洛氏硬度计按照GB/T230.1-2000测定三种试验钢在不同温度下的洛氏硬度值。用蔡司超40场发射扫描电子显微镜观察不同保温温度下样品的微观结构,用JEM-2010高分辨率投影电子显微镜观察不同保温温度下的样品,并对碳化物类型进行标定。

  

  结果表明:

  

  (1)在650℃热稳定过程中,3Cr2W8V钢中的大量W元素溶解在基体中,导致固溶强化;在热稳定过程中,DM钢由于亚稳θ相在高温下分解而硬化,大量Mn元素溶解在基体中,阻碍了马氏体基体的恢复。两者相辅相成,确保其优越的热稳定性。

  

  (2)在580、620和650℃下24h的热稳定性试验中,DM钢的硬度始终高于3Cr2W8V和H13钢。随着保温温度的升高,硬度前期下降较快,后期趋于稳定。

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