碳含量对Cr17Mo型耐蚀塑料模具钢组织和性能的影响

试验研究了成分(％)为:0．39C,0．70Ni,16．73Cr,1．07Mo和0．53C,1．05Ni,16．87Cr,0．96Mo两种Cr17Mo型耐蚀塑料模具钢的淬回火组织、力学性能和耐蚀性能。试验结果表明,当Cr17Mo型钢中碳含量由0．39％提高至0．53％时,经1 060℃淬火,475℃回火后该钢的峰值硬度HRC值由46．5提高到53．4;两种试验钢在弱酸、氧化性酸和1％盐酸中均有较高的耐腐蚀性能。

非调质预硬型塑料模具钢40Cr2Mn2Mo回火工艺研究

针对不同厚度规格的非调质预硬型塑料模具钢40Cr2Mn2Mo轧态的显微组织、硬度进行了分析,并进行不同温度的回火试验。结果表明,随着钢板厚度的增加,钢板组织粗化,马氏体硬相组织含量减少,硬度降低;钢板硬度随回火温度升高呈先稳定后下降的趋势,但不同厚度规格的钢板硬度降低的开始温度不同,厚度越厚开始温度越低。通过调整回火温度,不同厚度规格模具钢硬度均可满足28~34 HRC的技术要求。

高镜面塑料模具钢Cr4Ni3MnCuAl热处理工艺的研究

采用OM、SEM、硬度测试分析方法,研究了不同固溶温度、冷却方式和不同时效温度对Cr4Ni3MnCuAl钢组织和硬度的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,固溶硬度呈现先升高后降低的趋势,固溶油冷硬度高于固溶空冷硬度约1.1HRC。固溶冷却后的组织以板条马氏体为主,880尤为最佳的固溶温度。在200℃-610℃范围内时效4h,时效硬度呈现出先升高后降低的趋势。时效4 h可为钢材提供约6.2HRC的硬度增量。520℃时效后得到的组织为板条马氏体+少量粒状贝氏体+少量残余奥氏体。从组织和硬度方面综合评价,880℃固溶油冷+520℃时效为Cr4Ni3MnCuAl钢的最佳热处理工艺。

铜元素对耐腐蚀模具钢4Cr16Mo性能的影响

通过车削试验、浸泡试验和极化曲线,以及高温热模拟试验研究了铜对4Cr16Mo不锈模具钢切削性能、耐腐蚀性能以及锻造性能的影响。研究表明铜元素显著提高了4Cr16Mo钢的切削性能,同时其耐腐蚀性能也有所提高,但会降低钢的锻造性能。通过热模拟试验确定了含铜4Cr16Mo不锈钢的合理锻造参数。

4Cr13塑料模具钢锻造工艺研究

运用模拟软件对4Cr13塑料模具钢锻造工艺进行数值模拟,最终优化了锻造工艺,满足了用户的技术要求。

含氮耐蚀塑料模具钢的组织与性能

采用光学显微镜、扫描电镜、硬度计和冲击试验机等研究了不同氮含量耐蚀4Cr16Mo塑料模具钢在不同热处理后的显微组织、硬度和冲击性能。结果表明:添加氮后试验钢的淬火峰值硬度比4Cr16Mo钢的高出2HRC,其最佳淬火温度为1040～1050℃;添加氮提高了4Cr16Mo钢在不同温度回火后的硬度,且在450℃出现二次硬化峰,其值比4Cr16Mo钢二次硬化峰的硬度高6HRC;4Cr16Mo钢中析出的碳化物呈链状、棒状分布,加入氮后钢中碳化物呈球状分布。

W9Mo3Cr4V钢在织针模具中的应用

Cr12MoV模具钢是目前普遍应用的织针模具材料。在冲裁过程中,由Cr12MoV钢制造的模具刃磨寿命低,影响织针的尺寸精度、尺寸一致性以及织针生产成本,相比Cr12MoV模具钢,W9Mo3Cr4V钢热处理后具有更高的硬度和耐磨性,同时具有高热硬性、高淬透性、足够的塑性和韧性。对Cr12MoV钢和W9Mo3Cr4V钢织针模具的磨损量和刃磨寿命进行研究结果表明,W9Mo3Cr4V钢模具比Cr12MoV钢模具的正常磨损阶段更长,模具的平均刃磨寿命可延长40%,具有明显的优越性。

03Cr16Mn14Mo2N奥氏体不锈钢的热疲劳行为

对新型高氮低镍03Cr16Mn14Mo2N奥氏体不锈钢进行了不同上限温度下的热疲劳试验,通过光学显微镜观察了热疲劳裂纹的萌生及扩展,研究了其热疲劳行为。结果表明:热疲劳裂纹的孕育期随上限温度的升高而缩短,其扩展速率随着循环次数的增加呈先增大后减小的变化趋势;随着上限温度的升高,试验钢V型缺口处的裂纹扩展至0.5mm时所需的热疲劳循环次数显著降低;热疲劳裂纹在V型缺口处优先萌生,随着热循环次数的增加,晶界和孪晶界也成为裂纹源,裂纹主要沿晶界扩展。

热处理对4Cr4Mo2Ni1V模具钢组织与力学性能的影响

对4Cr4Mo2Ni1V模具钢进行不同温度的淬火和回火试验。采用OM、SEM、EDS、硬度测试、冲击试验等方法研究了淬火及回火温度对4Cr4Mo2Ni1V模具钢组织与力学性能的影响。结果表明:1000℃淬火态4Cr4Mo2Ni1V试验钢的组织主要为板条马氏体和少量Cr-Mo-V碳化物,1030℃淬火试验钢中碳化物基本溶解,马氏体组织粗化明显,1000℃为4Cr4Mo2Ni1V试验钢的合适淬火温度。随着回火温度的升高,4Cr4Mo2Ni1V试验钢硬度先略有下降,再升高又显著降低。冲击吸收能量先降低后升高,4Cr4Mo2Ni1V试验钢经过1000℃淬火+560℃回火处理后,综合力学性能匹配最好。

渗氮时间对G13Cr4Mo4Ni4V钢组织及硬度的影响

对渗碳G13Cr4Mo4Ni4V钢进行渗氮热处理,研究渗氮时间对G13Cr4Mo4Ni4V钢复合层、渗碳层和心部的微观组织变化,以及硬度的影响。结果表明:渗氮处理后的G13Cr4Mo4Ni4V钢复合层和渗碳层由碳化物、回火马氏体和少量残余奥氏体组成,心部由板条马氏体及少量碳化物组成。渗氮90 h后G13Cr4Mo4Ni4V钢表面洛氏硬度提高,但波动性增大。渗氮50 h后的G13Cr4Mo4Ni4V钢渗层显微硬度最大,可达960 HV,渗氮层厚度为0.17 mm,有效渗碳层厚度为1.67 mm;而渗氮90 h后的G13钢显微硬度最大可达到906 HV,渗氮层厚度为0.19 mm,有效渗碳层厚度为1.26 mm。有效渗碳层厚度的降低与渗氮过程中碳元素向内扩散导致基体碳浓度降低有关,而显微硬度的降低与网状碳化物的析出降低了基体碳元素含量有关。

板厚40mm的1Cr5Mo与16MnR异种钢焊接工艺

针对板厚为40mm的1Cr5Mo(Ⅳ级锻件)和16MnR的异种钢焊接,在产品无法进行焊后热处理的情况下,从选择合适的焊接方法、焊接材料、坡口形式、预热和焊接工艺参数等方面分析、探讨,确定了合理的焊接工艺,并成功应用于产品的焊接。

激光冲击强化冲击次数对8Cr4Mo4V钢表面状态和力学性能的影响

为了研究激光冲击强化(LSP)不同冲击次数对8Cr4Mo4V钢表面状态和力学性能的影响,采用激光器对8Cr4Mo4V钢表面进行激光冲击强化,并且借助光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、粗糙度测量仪、显微硬度仪、残余应力检测仪及旋转弯曲疲劳试验机对不同冲击次数的8Cr4Mo4V钢试样的表面状态和力学性能进行表征。结果表明:随着冲击次数的增加,经LSP处理后的8Cr4Mo4V钢表面冲击痕迹占比逐渐增大,最大可占比11.28%,冲击次数超过3次可对8Cr4Mo4V钢造成凹坑损伤;LSP后的8Cr4Mo4V钢表面显微硬度最大可提升4.8%,表面残余压应力最大可达870 MPa,疲劳极限可提升47.30%。

4Cr5Mo2V钢与4Cr5MoSiV1钢组织和性能的对比

采用金相检验、冲击试验、扫描电镜及能谱分析等方法对4Cr5Mo2V钢和4Cr5MoSiV1钢的组织、性能进行对比分析,并用软件模拟计算相图。结果表明:4Cr5Mo2V钢较4Cr5MoSiV1钢的V元素含量降低、Mo元素含量升高,改变了钢中MC相的稳定性;4Cr5Mo2V钢中高熔点MC相液析碳化物的溶解温度和含量较4Cr5MoSiV1钢降低,使4Cr5Mo2V钢的冲击韧性增大。

2Cr12Ni4Mo3VNbN钢的冲击性能

将不同炉次的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢锭锻造成ϕ220 mm棒材。对棒材进行1050℃保温1 h油淬、560℃回火2 h空冷和540℃回火2 h空冷。棒材的冲击试验表明,钢锭顶部和底部锻制的棒材冲击性能差异较大。为此,检测了由两炉次钢锭锻制的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢棒材的冲击韧度、冲击断口形貌、化学成分、显微组织和析出相成分。结果表明:钢锭顶部和底部锻制的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢棒材中一次MX型析出相的含量和分布不同,从而导致其冲击性能差异较大。

机加工刀具用W6Mo5Cr4V2钢开裂原因分析

通过宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验和SEM形貌分析等方法对机加工刀具用W6Mo5Cr4V2钢开裂原因进行了分析。结果表明,失效机加工刀具组织存在断续网状与堆集的多角状碳化物以及后续热处理工艺不当导致的刀具出现未淬透现象是造成刀具开裂的主要原因。刀具淬硬区与未淬硬区之间的过渡区域及芯部网状与堆集的多角状碳化物集中处会产生较大应力集中点,在刀具进行磨削加工工艺或操作不当时,表层拉应力超过材料强度极限,并在内部淬火应力作用下,在应力点产生裂纹并扩展,最终导致刀具崩裂。

钴和镍对4Cr5Mo2V压铸模具钢抗热损伤性能的影响

4Cr5Mo2V是常用的压铸模具钢。在压铸铝合金的过程中,由于铝液的冲刷和粘附,模具会受到热损伤,如热疲劳和热熔损,导致其硬度降低甚至过早失效。为了研究镍或钴能否改善铝合金压铸模的抗热损伤性能,制备了4Cr5Mo2V钢和含1%Ni、含1%Co(质量分数)的4Cr5Mo2V钢试块,经淬火、回火后镶嵌于压铸模的定模中,随后压铸温度为800℃的ADC12铝合金200~1000次,检验了试块的宏观形貌和表面硬度。结果表明:压铸铝合金1000次后,4Cr5Mo2V钢试块粘铝最严重,并产生极少量网状裂纹;含Ni钢试块轻微粘铝,含Co钢试块粘铝最少,说明含1%Co的4Cr5Mo2V钢抗压铸铝合金的热损伤性能最好。此外,与压铸铝合金前的硬度相比,1000次压铸后,4Cr5Mo2V钢、含镍和含钴的4Cr5Mo2V钢试块的表面硬度相应下降了2.8、1.8和1.4 HRC,即多次压铸铝合金对含镍、含钴的4Cr5Mo2V钢表面硬度的不良影响小于4Cr5Mo2V钢,这与Co、Ni的固溶强化作用有关,有利于提高模具的耐铝液冲刷性能,使模具不易受到热损伤。

添加Co和Ni对4Cr5Mo2V压铸模具钢抗粘模和冲刷性能的影响

使用500 t卧式冷室压铸机对4Cr5Mo2V钢及分别含1%(质量分数)Ni、Co的4Cr5Mo2V钢进行铝合金压铸试验。使用金相显微镜、体视显微镜和超景深显微镜观察压铸不同模次后试样的表面形貌,采用肖氏硬度计测量试样表面硬度,对比分析Co、Ni的添加对4Cr5Mo2V钢抗粘模和冲刷性能的影响。结果表明:在压铸过程中,4Cr5Mo2V钢的表面粘模现象最严重,铝液冲刷最剧烈,表面硬度迅速下降。Co和Ni的添加能有效提高4Cr5Mo2V钢的抗粘模和冲刷性能以及硬度,且Co的作用要大于Ni。

新型热精锻模具钢3Cr4Mo2NiVNb的研制

新开发的新型热精锻模具钢3Cr4Mo2NiVNb热强性明显高于H13，在应用过程中，模具寿命较3Cr2W8V钢高0．5～2倍。

回火工艺对含铜塑料模具钢在中性氯化钠溶液中腐蚀行为的影响

采用场发射透射电子显微镜、扫描电子显微镜和白光干涉仪等分析手段对比研究了含铜塑料模具钢4Cr13Cu及4Cr13在3.5%(质量分数)NaCl中性溶液中的腐蚀行为。结果表明,4Cr13Cu在250℃回火条件下的耐蚀性最佳。600℃高温回火促进了4Cr13Cu纳米级富铜相的析出,使得4Cr13Cu钝化膜施主密度比4Cr13高约12.4%,钝化膜稳定性降低。腐蚀初期,点蚀沿深度和广度方向开始发展,紧接着向深度方向发展至560~660μm范围,最后转向广度方向。而表面距离较近的小点蚀长大、合并,逐步形成了大尺寸点蚀坑。

4Cr2Mn2Mo模具钢淬火工艺研究

采用OM、拉伸试验、硬度测试等研究了不同温度和保温时间淬火对4Cr2Mn2Mo模具钢组织与力学性能的影响。对4Cr2Mn2Mo试验钢进行(400~560)℃×2 h,480℃×(0.5~3) h的淬火试验。结果表明:随着淬火温度的升高,试验钢组织中板条马氏体先增加后减少,针状马氏体先减少后增加。480℃淬火,组织中板条马氏体的含量最多,针状马氏体最少。480℃×2 h淬火试验钢的伸长率为7.4%,明显高于其他淬火试验钢的伸长率,同时,强度也处在较高水平,480℃×2 h为4Cr2Mn2Mo试验钢的最佳淬火工艺。