預處理工藝對熱作模具鋼5Cr8MoNi2SiV組織與硬度的影響

  飛機、船舶、坦克和航天飛行器等軍工產品中,60%的零部件都是通過模具直接加工出來的。熱作模具鋼是在高溫環境下,對金屬進行熱加工的模具鋼。隨著航天事業的發展,運用在高溫環境中的材料越來越多,工作熱環境也越來越復雜,因而熱作模具也占有越來越重要的地位。對于熱作模具鋼而言,其硬度、韌性和熱穩定性是最主要的性能指標,這些性能指標決定了熱作模具鋼的使用壽命。
熱作模具鋼
  以高強鋼板沖壓(ya)成型(xing)用(yong)(yong)熱(re)作(zuo)模(mo)具鋼(gang)為(wei)工(gong)況背景(jing),設計(ji)了新型(xing)熱(re)作(zuo)模(mo)具鋼(gang)5Cr8MoNi2SiV,通過模(mo)擬的(de)CCT曲線,分析其熱(re)力學(xue)相(xiang)變規(gui)(gui)律(lv),為(wei)改(gai)(gai)善該鋼(gang)鑄態組織的(de)嚴重偏析,設計(ji)了普通常規(gui)(gui)退火(huo)、正火(huo)+球(qiu)化退火(huo)和正火(huo)+等溫(wen)球(qiu)化退火(huo)3種預處理工(gong)藝(yi)(yi),分析不同工(gong)藝(yi)(yi)對該鋼(gang)的(de)組織性能的(de)影響,旨在改(gai)(gai)善其偏析并降低退火(huo)態硬度,改(gai)(gai)善切(qie)削性能,為(wei)該鋼(gang)的(de)淬(回)火(huo)工(gong)藝(yi)(yi)設計(ji)做準備(bei),同時為(wei)新型(xing)熱(re)作(zuo)模(mo)具鋼(gang)的(de)開(kai)發和應用(yong)(yong)提(ti)供數據支持。

  試(shi)驗用(yong)(yong)(yong)5Cr8MoNi2SiV鋼由(you)GW無(wu)芯中頻感應爐熔煉(lian),原材料成分:C0.56,Si0.54,Mn0.53,Cr7.65,Mo1.56,V0.25,Ni2.55,S0.02,P0.031,Cu0.813,Fe余量。將(jiang)澆(jiao)鑄(zhu)成型的梅花試(shi)樣加工成尺寸為Φ20mm×30mm的圓柱(zhu)試(shi)樣,采用(yong)(yong)(yong)RJX-8-3電阻爐進(jin)行(xing)(xing)熱處(chu)理。利用(yong)(yong)(yong)Jmatpro軟(ruan)件對5Cr8MoNi2SiV鋼進(jin)行(xing)(xing)CCT曲線計算(suan)模擬。

  采(cai)用ZEISS200MAT金(jin)相顯(xian)微鏡(jing)(jing)觀察試樣的顯(xian)微組織;采(cai)用FEI QUANTA 200F型掃描電子顯(xian)微鏡(jing)(jing)觀察材(cai)料的表面形貌;采(cai)用HRD-150電動洛(luo)氏硬度計測定其洛(luo)氏硬度值。結果(guo)表明:

  (1)5Cr8MoNi2SiV鋼(gang)不同奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)化溫度(du)下的CCT曲(qu)線(xian)表明,隨(sui)著奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)化溫度(du)升高(gao),珠(zhu)光體(ti)和貝氏(shi)(shi)體(ti)轉變孕育期增(zeng)長,說明殘留(liu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)逐漸(jian)穩定,淬透性較(jiao)好,可以(yi)使用較(jiao)慢(man)的冷卻速度(du)得到馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織,避免應力過大而產生龜裂(lie)。

  (2)通過對常規退(tui)(tui)火(huo)(huo)、正火(huo)(huo)+球化(hua)退(tui)(tui)火(huo)(huo)和(he)正火(huo)(huo)+等(deng)溫球化(hua)退(tui)(tui)火(huo)(huo)3種預處理工(gong)藝(yi)的(de)微觀組(zu)織(zhi)和(he)硬(ying)度值比較(jiao),發現5Cr8MoNi2SiV鋼經1090℃×1h正火(huo)(huo)+880℃×2h+640℃×48h等(deng)溫球化(hua)退(tui)(tui)火(huo)(huo)工(gong)藝(yi)下(xia),能夠很好(hao)地改善(shan)碳化(hua)物偏析(xi),同時使(shi)硬(ying)度大大降低,改善(shan)機加工(gong)性(xing)能。