马氏体—奥氏体双相热模具钢中的马氏体相变

利用全自动相变仪和Ｘ射线衍射仪，对一种含Ｍｎ－Ｎｉ双相热模具钢的马氏体相变特征，以及淬火加热温度、中温等温和二次加热对马氏体相变的影响进行了研究。结果表明，马氏体转变体积分数ｆ＿ｍ随淬火加热温度的升高而减少，Ｍ＿ｓ点却随温度的升高呈现出先降后升的变化趋势。在中温区等温和经二次加热处理，由于碳化物的析出，可增大ｆ＿ｍ和提高Ｍ＿ｓ点。

铬─钼─钒系热模具钢中加镍量的探讨

研究了镍对热作模具钢４Ｃｒ３Ｍｏ２ＮｉＶＮｂＢ力学性能的影响，结果表明在这种钢中加入少于１．０％的镍，能增强二次硬化效应，提高韧性，改善热疲劳抗力。当加镍量达到２．０％时，镍的强韧化作用将被削弱。对产生这种作用的原因进行了讨论，并确定了４Ｃｒ３Ｍｏ２ＮｉＶＮｂＢ钢中镍的适宜加入量为１．０％。

新型热模具钢的应用

提出用 4Cr5 Mo Si V1和 4Cr2 Mo VNi热模具钢取代传统的 5 Cr Ni Mo制作热锻模具 ,从材料成分、锻造工艺和热处理工艺上进行了分析比较。实际使用效果表明 ,采用新型热模具钢提高了模具寿命 ,降低了生产成本。

热模具钢的硬度及韧性对断口形貌的影响

用扫描电镜观察了国内外几种常用的热模具钢的断口,探讨了模具材料的硬度、韧性与断口形貌的关系。结果表明,硬度越高,断口上准解理面积越大;冲击韧性越高,准解理面积越小。在硬度相近时。

4Cr4Mo_(2)WSiV热模具钢的锻造和热处理

我国大部分企业仍使用5CrNiMo、5CrMnMo和3Cr2W8V钢来制造热作模具。但这类材料制造热模具最大的缺点是模具寿命低,一般只能锻打几千件。为探索提高热作模具的寿命,我们采用4Cr4Mo2WSiV新热作模具钢进行了试验,取得了满意的结果。在相同使用条件下。

4Cr5MoVISi热模具钢的应用

我厂是生产剪刀的专业厂,剪刀品种多,批量大,成型模是制剪生产中的关键模具。使用材料为3Cr2W8V钢。几年来,经多次改进热处理工艺,但仍存在热处理后模具硬度偏低(HRC46～48),使用寿命短(平均寿命6000件)的问题,常因粘模严重,型腔塌陷而过早失效。且在使用前不预热或操作不当,易造成早期断裂,模具回用率低。

4Cr5MoSiV1热作模具钢循环渗氮及热疲劳行为研究

针对4Cr5MoSiV1热作模具钢在使用过程中经受熔融铝液及冷却液的循环冲击,在热应力作用下容易产生热疲劳失效的问题。采用可控循环气体渗氮的方法分别在回火态和热疲劳态模具钢表面制备无铁氮化合物和有化合物的渗层,进行热疲劳性能测试。结果表明:循环渗氮制备的无化合物的渗层可以有效延缓热疲劳裂纹的萌生,抗热疲劳性能优于有化合物的渗层。同时,在裂纹产生前进行二次渗氮可以补充氮原子,重置压应力并增加硬度,进一步提升热疲劳抗性。

热作模具钢磨损性能的研究现状

磨损是热作模具的主要失效形式之一,了解材料磨损机理和开发改善材料磨损性能的方法对提高模具寿命具有重要意义。本文对热作模具钢磨损性能的研究现状进行了阐述,对影响磨损性能的因素和改善磨损性能的方法进行了探讨和总结,并对热作模具钢磨损性能的研究趋势进行了展望。

La处理对H13热作模具钢中夹杂物的影响

采用真空感应炉熔炼H13模具钢,在氩气保护下加入稀土镧处理钢液并浇铸成钢锭,研究了La处理对H13钢中夹杂物转变的影响。结果表明,La对H13钢中夹杂物具有很好的改性效果,随La含量的提高,夹杂物的数量呈上升趋势,夹杂物的平均尺寸先减小后增大。不添加稀土时,H13钢中夹杂物主要为Al_(2)O_(3)和MnS;当H13钢中w[La]为0.016%时,钢中夹杂物以La_(2)O_(2)S为主;当w[La]为0.045%和0.073%时,钢中夹杂物主要为LaP和La_(2)O_(2)S。热力学计算表明,在1600℃下钢液中,La处理后夹杂物的转变过程为Al_(2)O_(3)→LaAlO_(3)→La_(2)O_(2)S。在凝固过程中,钢液中首先析出La_(2)S_(3),当温度继续降低,LaP开始在La_(2)S_(3)和La_(2)O_(2)S表面析出,最终形成复合夹杂物La_(2)O_(2)S-LaP和La_(2)S_(3)-LaP。

新型Cr-Mo-V热作模具钢的高温断裂机制

通过高温拉伸试验研究了新型Cr-Mo-V钢的高温断裂行为,探究不同拉伸温度(25~700℃)下试验钢的热力耦合区(断裂区)和热应力区(夹持区)的组织演变和碳化物分布特征,揭示钢中碳化物的种类、分布及尺寸与高温断裂行为之间的关系,阐明新型Cr-Mo-V热作模具钢在高温变形过程中裂纹附近显微组织的演化机制。结果表明:随着拉伸温度的升高,试验钢的抗拉强度和屈服强度降低,伸长率和断面收缩率升高,断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变,脆性断裂向韧性断裂的转变温度约为400℃;在高温变形过程中,试验钢的位错密度降低,回火马氏体发生分解、回复、再结晶及晶粒长大,M_(7)C_(3)和M23C6碳化物沿晶界析出长大,少量的细小颗粒状MC碳化物在晶内弥散分布;由于外力作用对变形区做功将导致变形区温度高于拉伸温度,这为断口附近细小碳化物回溶、大尺寸碳化物的长大提供热力学条件,导致热力耦合区小尺寸碳化物减少,大尺寸碳化物增多。

H13热作模具钢热处理工艺研究

采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验等设备研究了不同淬火温度和回火温度对H13热作模具钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:通过进行二次回火处理,并适当降低回火温度,可以有效地析出更多细小、弥散分布的碳化物,并充分释放淬火应力。H13热作模具钢的硬度和强韧性得到了显著提升。在淬火温度为1 000℃、回火温度为520℃进行二次回火时的力学性能较好,回火马氏体尺寸较小,组织分布更均匀。此条件下的硬度为487 HV,抗拉强度可达到1 779 MPa,伸长率为11.5%。通过拉伸断口形貌的分析可看出,经过回火工艺处理后的样品断口呈现出大量的韧窝,其断裂特征表现为典型的韧性断裂。此外,还对H13钢在520~600℃回火过程中的软化行为进行了动力学建模。

新型Cr-Mo-V型热作模具钢高温流变应力模型

通过热压缩实验,获得实验钢在变形温度为950~1200℃、应变速率为0.001~5 s^(-1)和最大真应变为0.916条件下的真应力-真应变曲线。结果表明:在本实验选取的变形条件下,新型Cr-Mo-V钢呈现出典型的动态再结晶特征,变形温度高于1050℃且应变速率低于0.1 s^(-1)时,动态再结晶特征更明显;同一变形温度下,峰值应力和峰值应变随应变速率的提高呈增大趋势;同一应变速率下,峰值应力和稳态应力随变形温度的升高逐渐降低。采用多元线性回归法获得与峰值应力对应的Arrhenius方程模型参数,基于此建立了实验钢的高温流变应力本构模型。利用创建的不同应变下本构方程材料常数的八次多项式对实验钢的流变应力进行计算,应变补偿相关系数R和平均绝对相对误差e AARE分别为0.98902和3.21%,计算数据与实验数据吻合良好。

H13热作模具钢表面耐高温磨损涂层制备技术研究进展

在工业生产中H13热作模具钢使用广泛,但是其高温情况下会发生磨损,疲劳失效普遍存在,这大大地影响生产的安全性,并且严重损害了经济效益。为了更好地探究分析H13热作模具钢的高温磨损情况,并改善其性能,提高其服役时间,国内外学者对H13钢进行了表面改性处理。在介绍H13钢研究现状的基础上,重点对激光熔覆、热喷涂技术、气相沉积技术,以及渗硼、渗碳、渗氮、多元共渗技术等化学热处理方法进行了总结,针对不同的方法对H13热作模具钢改性的优缺点进行分析,并对H13钢的高温磨损涂层制备技术进行了展望。

球化退火冷却速率对SR19热作模具钢组织和硬度的影响

利用DEFORM软件模拟得到大尺寸(200 mm×800 mm×2 000 mm)SR19热作模具钢在退火降温过程中不同深度位置的温度场,根据降温曲线设计该钢小尺寸试样的球化退火工艺,如下:将试样加热至860℃保温2 h,分别以不同速率(15,30,45,60℃·h^(-1))缓冷至740℃保温4 h,再炉冷至500℃后空冷至室温。分析了冷却速率对试样组织和硬度的影响。结果表明:随着冷却速率增大,试样中的先共析铁素体含量和碳化物分布均匀程度均先减小后增大,球化率先保持平稳后快速下降,退火硬度先减小后增大;当冷却速率为45℃·h-1时得到的显微组织最佳,碳化物分布均匀,球化率较高,先共析铁素体含量较少且出现了硬度的回落。先共析铁素体产生的原因主要是退火过程中冷却速率的控制不当导致奥氏体优先转变为铁素体并保留在最终组织中。

镍对新型热作模具钢连续冷却转变规律与冲击功的影响

使用热膨胀相变仪和冲击试验机测定了含0.8%Ni和不含Ni的新型热作模具钢QDH的连续冷却转变曲线(CCT曲线)和冲击功曲线,并结合组织及硬度分析了Ni元素对QDH钢连续转变规律与冲击功的影响。热膨胀曲线测试结果表明,Ni元素可显著降低QDH钢的临界相变点(A_(c1)、A_(c3)及M_(s)),扩大奥氏体相区,使CCT曲线整体右移,珠光体临界冷速由0.03℃/s降低至0.02℃/s以下,马氏体的临界冷速由0.4℃/s降低至0.2℃/s,提高了钢的淬透性。冲击功曲线测试结果表明,两种实验钢均在350~500℃和550~620℃两个回火温度区间,分别出现第一类回火脆性和第二类回火脆性,其中,含Ni钢在整个回火温度区间内的冲击功均高于不含Ni钢,说明Ni元素提高QDH钢淬透性的同时也可提高其韧性。

热作模具钢1.2344横向冲击功的提升措施

针对张宣科技在高端热作模具钢生产过程中无缺口冲击功平均只有230 J,没有达到预期目标300 J以上,无法满足客户质量要求的问题,分析了冲击功偏低的原因并提出了提高冲击性能的一系列优化措施。电炉冶炼环节采用EAF+LF+VOD三联工艺降低钢中有害元素含量、O、N、H气体含量以及硫化物、氮化物和氧化物等有害非金属夹杂物数量,提高钢水纯净度,适当降低影响冲击韧性的硅元素和钒元素含量,进一步优化成分;锻造环节采用多向镦拔锻造,有效将钢锭各个方向柱状枝晶打碎,实现细化晶粒,提高材料致密性效果;热处理采用锻后水冷快速冷却和超细化混合工艺,降低因冷却不当造成的二次网状链状碳化物析出数量,稳定晶界间结合力。工艺优化效果显著,钢中晶粒尺寸更加均匀细小,带状偏析基本消失,退火态组织中碳化物分布更加均匀弥散,冲击断口韧窝数量明显增多,冲击功进一步提高,稳定在平均300 J以上。

常见工模具钢分类及热处理工艺

工模具钢是模具制造业的基础,它的选择对模具加工行业中的模具设计和制造有着至关重要的作用。工模具钢广泛应用于汽车、航空航天、无线电仪表等行业,且随着模具加工行业的进步和模具钢的大范围应用,研究工模具钢的性能就显得十分重要。热处理工艺是将模具钢应用于实际中的重要一环,合理的热处理工艺可以改善模具钢的强度性能和工艺性能。目前,在试验研究和实际生产领域已有多种热处理工艺,并且研究人员仍在致力于更加高效、更加绿色的新工艺开发。主要概述了一些常见的工模具钢热处理工艺,并对其发展趋势做出展望。

H13及H13改进型热作模具钢热处理过程中碳化物析出演化行为研究进展

航空、轨道交通、汽车等现代制造领域中大部分关键金属零部件的生产与热作模具息息相关,包括模具钢研制在内的模具工业水平的高低目前已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一。近年来,工业生产中应用最为广泛的热作模具钢H13及其改进钢种存在两大性能缺陷(等向性差和高温热强性低),其均与碳化物的析出演化密切相关。基于前期科研人员对不同类型碳化物析出演变规律的深入研究,本文总结了在球化退火、高温扩散退火、淬火和回火各不同热处理阶段及凝固过程中H13及其改进型热作模具钢中不同类型碳化物的析出演变机理,分析了碳化物尺寸、数量和分布对材料力学性能的影响,归纳了对材料综合性能具有负面作用的相关碳化物进行调控的措施,对后续H13及其改进型热作模具钢的合金成分优化和热处理工艺改进具有参考价值。

模具钢在汽车模具加工中的应用

近年来,随着科学技术及汽车模具加工技术的不断发展,汽车模具钢材质日渐丰富,多种模具钢适用于汽车模具加工制造,可极大地提升汽车模具加工效果。模具生产是汽车加工的重要流程,有利于保障汽车加工质量。同时,模具钢作为一种重要材料,加强对其在汽车模具加工中的应用研究十分重要。该文对模具钢进行概述,包括特征及优势、分类、常用材质及发展前景,探讨模具钢在汽车模具加工中的具体应用,从而更好地提升汽车模具加工质量。

提高热作模具钢H13退火组织均匀性的措施

某特钢厂在高端热作模具钢H13生产过程中,在对其退火组织进行检测时,发现个别批次未能达到北美压铸协会NADCA#207-2003的要求,评级为AS10~AS13不合格级别,金相组织在显微镜下呈现不同程度网状和链状碳化物分布,组织均匀性也较差。较差组织易造成模具在使用过程中早期开裂,同时降低冲击韧性导致使用寿命缩短。为解决组织差问题,分析了退火组织异常的原因,并进行了针对性工艺优化。通过控制电渣冶炼熔速降低铸锭合金偏析,保证夹杂物充分上浮析出,提升铸锭纯净度;优化高温均质化均热段温度和时间,促进偏析元素快速溶解并重新均匀分布,改善带状偏析;超细化热处理工艺细化晶粒尺寸和实现均匀分布,提升晶界结合强度;控制锻造变形方式和终锻温度,对铸态组织进行破碎,实现细化晶粒,提高材料致密性;优化热处理冷却方式,进一步降低二次碳化物析出量及成链状网状概率等一系列措施,退火组织碳化物尺寸、分布和均匀性得到明显改善,合格率达到99%以上。