氮含量对4Cr5Mo2V压铸模具钢热稳定性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、光学显微镜结合硬度仪和Jmatpro软件对比研究了氮含量对4Cr5Mo2V压铸模具钢热稳定性能的影响。结果表明:同等淬回火硬度条件下,3种氮含量的4Cr5Mo2V钢在600℃和650℃保温时分别表现出不同的软化行为,且随着氮含量的增加,硬度下降更快,碳化物粗化更明显,热稳定性能越差。因此,减少氮含量有利于提高4Cr5Mo2V压铸模具钢的热稳定性能,大大延长压铸模具使用寿命。

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。

喷丸对4Cr5Mo2V钢高温摩擦磨损性能的影响

对4Cr5Mo2V钢试样进行3道次复合喷丸,通过与未喷丸试样对比,研究了喷丸对试验钢表面形貌、显微组织、硬度、残余应力以及高温(100,300,500℃)摩擦磨损性能和机制的影响。结果表明:喷丸处理显著提高了试验钢表面粗糙度,使试验钢表面形成了明显的塑性变形层、硬化层与残余压应力层;在100,300,500℃下,与喷丸前相比,喷丸后试验钢的磨损率分别降低了41.8%,17.1%,63.3%,耐磨性能的提高与喷丸产生的硬化层和残余压应力层有关。在100,300℃下,喷丸前后试验钢的磨损机制均主要为黏着磨损和磨粒磨损,而当温度升高至500℃时,磨损机制为氧化磨损,喷丸试验钢仍能保持较高的硬度与残余压应力,同时表面氧化层更致密稳定,仅发生轻微氧化磨损。

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。

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。

压铸模材料4Cr5Mo2MnVSi(Y10)钢的研究与应用

为了提高铝合金压铸模的寿命,研究开发了可取代3Cr2W8V钢的新压铸模材料4Cr5Mo2MnVSi(Y10)钢。新钢种具有良好的机械加工性能和热加工性能,并具有良好的抗热疲劳性能。推广应用实践表明,采用Y10钢制作的铝合金压铸模的平均寿命比采用3Cr2W8V钢的压铸模提高1倍以上。

淬火温度和回火工艺对4Cr5Mo2V钢高温耐磨性能的影响

将4Cr5Mo2V钢在1000~1090℃下淬火,并通过不同温度2次回火处理将相同淬火温度下试验钢的回火硬度分别调整至55,52 HRC,研究了淬火温度和回火工艺对显微组织、冲击韧性和高温(350℃)耐磨性能的影响。结果表明:回火硬度相同时,淬火温度过高或过低均会降低试验钢的韧性而加剧磨损表面材料剥落,从而降低耐磨性能;相同回火硬度下,1030℃淬火条件下试验钢的韧性和高温耐磨性能最好,1090℃淬火条件下最差;淬火温度相同时,较低温度回火试验钢因具有较高回火硬度,能够起到支撑表面氧化层的作用,其耐磨性能比较高温度回火时好;4Cr5Mo2V钢的推荐热处理工艺为1030℃×30 min油淬+560℃×2 h×2次回火。

汽车压铸用4Cr5Mo2V大型模具钢640mm×1100mm锻坯的研制

大冶特钢采用20t电弧炉+LF精炼+VD脱气、20t氩气保护电渣炉重熔、1250-1280℃高温均质化处理、60MN油压快锻机多向锻造及1000-1050℃高温固溶组合技术,生产的640mm×1100mm4Cr5Mo2V大型模具钢的非金属夹杂物(≤0.5级)、显微组织、横向冲击功(KV225-31J),均高于北美压铸协会NADCA#2072018标准高级钢质量水平,等向性达到0.95。

5Cr4W5Mo2V热作模具钢的等温淬火工艺和韧性

针对5Cr4W5Mo2V热作模具钢的硬度、耐磨性、耐回火性和热稳定性较好,但冲击韧性相对较低的问题,利用下贝氏体组织兼具强度和韧性的特点,对5Cr4W5Mo2V钢进行等温淬火热处理改善其韧性,并通过显微组织与力学性能对比分析,优选最佳等温淬火时间参数。结果表明,5Cr4W5Mo2V钢经1150℃奥氏体化,330℃等温淬火60 min以上处理后,得到下贝氏体含量在60%以上的下贝氏体+马氏体+残留奥氏体复相组织,试样的冲击韧性明显提高,其中等温淬火120 min时达到247.75 J/cm2。

4Cr5Mo2V热作模具钢TTT曲线测定及球化退火工艺探索

采用热膨胀法测定4Cr5Mo2V热作模具钢奥氏体化后在不同等温温度下的相变膨胀曲线,结合组织观察和相转变后材料硬度的测定,绘制了4Cr5Mo2V钢奥氏体等温转变曲线(TTT曲线),并对曲线进行了分析和讨论,为制订合理的球化退火工艺建立了依据。结果表明,4Cr5Mo2V钢的相变临界点Ac1为835℃、Accm为938℃、Ms为321℃,其最佳固溶温度为1 060~1 080℃,最佳保温时间为1 h,最佳球化退火工艺为870℃×2 h+750℃×8 h。

淬火态W6Mo5Cr4V2冷冲模具钢冲击磨损性能研究

文章在改进的MLD-10型冲击腐蚀磨损试验机上对W6Mo5Cr4V2进行了冲击磨损实验,通过对冲击磨损实验后试样的失重、SEM分析,得出淬火态W6Mo5Cr4V2具有较高的抗冲击磨损性能。SEM照片显示裂纹扩展方向平行于表面,W6Mo5Cr4V2冲击磨损机制为疲劳断裂。

W6Mo5Cr4V2钢氮离子注入表面改性层的摩擦学性能

对 W6 Mo5 Cr4V2钢进行氮离子注入 ,用销 -盘式摩擦磨损试验机考察了钢表面注入改性层的摩擦磨损性能 ;用扫描电子显微镜、俄歇电子能谱仪及微区 X射线衍射仪等考察了改性层的相组成、氮元素沿注入层深度方向的浓度分布及磨损机理 .结果表明 ,离子注入处理后钢表面显微硬度提高、残余压应力增大、表面粗糙度降、注入层中形成了大量细小弥散分布的硬质析出相ε- Fe2 - 3 N、Cr N及β- Cr2 N等 ,从而改善了材料的摩擦学性能 ,并导致磨损机理发生变化 .正交试验结果表明 ,氮离子注入对 W6 Mo5 Cr4V2钢摩擦学性能的改善程度与注入能量和注入剂量不成正比 ,注入参数存在最佳值 ,最佳注入能量为 10 0 ke V,注入剂量为 4× 10 1

淬火回火对W6Mo5Cr4V2Si新型高速钢组织与硬度的影响

采用不同淬火、回火工艺对W6Mo5Cr4V2Si新型高速钢进行热处理工艺试验,并对材料的微观组织及硬度进行了分析。结果表明:W6Mo5Cr4V2Si钢在1200℃以下淬火、600℃回火硬度较低;在1250℃淬火时,随回火温度的升高,材料的回火硬度下降,560℃左右回火后材料的硬度最高,为67.1 HRC左右,其组织主要由网状、半网状及颗粒状碳化物+回火马氏体组成。

W6Mo5Cr4V2钢表面强流脉冲离子束辐照研究

利用扫描电镜(SEM)、台阶仪、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、显微硬度仪对W6Mo5Cr4V2钢经强流脉冲离子束(HIPIB)辐照前后试样的表面形貌、粗糙度、表层的组织结构及硬度进行了分析,探讨了'熔坑'和硬度'多峰'态形成的原因。结果表明,试样表面粗糙度随辐照次数的增加有所减小;辐照过程使该钢体心立方的马氏体α′-Fe向面心立方的奥氏体-γFe转变,碳化物溶解,马氏体溶碳量增大且晶粒细化,点阵畸变度增大,使W6Mo5Cr4V2钢表面硬度有较大的提高。

预处理工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢组织与性能的影响

研究了预处理工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢组织与性能的影响。试验结果表明，与退火预处理相比，调质预处理的奥氏体晶粒细小，未溶碳化物少，残留奥氏体是多，屈服强度高，仍应力区疲劳寿命长，但抗弯强度、塑性、冲击韧度、断裂韧性都较低，高应力区疲劳寿命也短。

高速钢W6Mo5Cr4V2回火温度与硬度的曲线拟合分析

利用同温回火试验,获得高速钢W6Mo5Cr4V2在不同条件下的回火硬度数据。采用牛顿插值拟合法,得到W6Mo5Cr4V2钢回火温度与回火硬度的函数关系式。该关系式不仅解释了钢的回火硬度变化的物理意义,还能方便地预测W6Mo5Cr4V2的回火硬度。有利于回火工艺的设计和优化。

包渗温度对W6Mo5Cr4V2钢渗硼层组织和性能的影响

采用浆料包渗法,以B4C为供硼剂,NH4Cl+KBF4为复合活化剂,SiC为填充剂,蛋白质(鸡蛋清)为粘结剂,在W6Mo5Cr4V2高速钢表面制备渗硼层。研究了渗硼温度对渗硼层组织和性能的影响。结果表明:包渗温度650℃时,渗硼层组织以Fe2B相为主,在750℃、850℃时,形成了V2B3相,在950℃时渗硼层组织中出现了Fe2Si0.4B0.6相;渗硼层的显微硬度随温度的升高先增后降低,其最小显微硬度值为810 HV,为基体的(235 HV)3.5倍;渗硼层最小摩擦系数为0.12,为基体的1/3。磨损机制在750℃时发生转变,由粘着磨损为主转变为磨料磨损为主。

W6Mo5Cr4V2钢内裂纹愈合过程中碳化物的生长现象

采用物理模拟的方法研究了W6Mo5Cr4V2钢裂纹愈合区的组织特点。通过扫描电镜观察发现,在真空加热条件下高速钢裂纹的愈合过程与碳化物的生长有密切关系。碳化物在裂纹区的生长和聚集所产生的"桥接"作用实现了裂纹面之间的冶金结合。分析了碳化物在裂纹区的生长过程。

激光冲击强化对W6Mo5Cr4V2高速钢材料表面性能的影响

目的研究激光冲击强化处理对W6Mo5Cr4V2(M2)高速钢材料表面性能的影响机理,探讨激光冲击强化处理可否作为提高M2高速钢刀具使用寿命的一种手段。方法以铝箔作为表面吸收层、流水作为约束层,采用高功率钕玻璃激光冲击系统对M2高速钢试样进行激光冲击强化处理,然后用砂纸对试样表面打磨,用研磨膏抛光表面,用硝酸酒精溶液浸蚀金相试样。分别用金相显微镜和扫描电镜对被冲击试样强化层的微观组织进行观察及分析,用显微硬度计测量激光冲击前后试样表层材料的显微硬度,用X射线应力测定仪测量激光冲击后试样表面的残余应力。结果当采用的激光波长为1064 nm、激光能量为9 J、光斑直径为3 mm、脉宽<12 ns、激光功率密度为12.7 GW/cm^2时,M2高速钢材料强化层中的奥氏体晶粒显著细化,形成位错马氏体与孪晶马氏体的混合组织,M2试样表面硬度较激光冲击处理前提高约6.67%左右。试样表面获得了约1.0 mm深的残余压应力层,最大残余压应力在表层,约为-155 MPa。结论激光冲击强化处理在一定程度上改善了M2高速钢材料的表面性能,有利于提高M2高速钢刀具的切削性能与使用寿命。