5CrNiMo模具钢堆焊过渡层+强化层材料的组织和力学性能研究

采用药芯焊丝在5CrNiMo模具钢基体上进行堆焊试验,对直接堆焊强化层材料和堆焊过渡层+强化层材料时各堆焊界面的组织,显微硬度,堆焊试样力学性能,熔合区化学成分进行了对比分析。结果表明:堆焊过渡层能有效改善基体、过渡层及强化层堆焊界面的显微组织;形成一个新的二级硬度梯度,使基体到强化层金属的过大硬度梯度得到明显减缓,实现了组织、硬度与合金元素的合理过渡。堆焊试样的抗拉强度得到明显提高。

基于激光熔覆的5CrNiMo模具修复研究

选用含稀土Y的合金粉末,采用同步法激光熔覆工艺方法对失效的5CrNiMo模具进行了修复,并进行了显微组织、硬度、耐磨性和抗高温氧化性的测试与分析。结果表明,同步法激光熔覆技术可以实现5CrNiMo模具的成功修复,含稀土Y的合金粉与5CrNiMo基体形成了良好的冶金结合;此外,模具的表面硬度、耐磨性和抗高温氧化性因此而分别提高了40.2%、85.7%和86.3%。

5CrNiMo模具钢的热处理新工艺研究

对深冷处理后的5CrNiMo模具钢进行了不同温度的回火处理,研究了100~600℃不同回火温度对钢组织、硬度、耐磨性及韧性的影响。结果表明在100~300℃低温回火处理时组织主要为粗大的片状马氏体,硬度较高但耐磨性较低,冲击韧性较差,断口中出现大面积的平整断裂面,脆性较高。当回火温度超过300℃时,组织发生转变,硬度有所降低,但耐磨性及冲击韧性明显提高;当回火温度为500℃时,粗大的片状马氏体消失,组织为细小的隐针状马氏体,耐磨性较高;当回火温度达到600℃时,组织主要为细小的粒状回火索氏体,同时冲击韧性达到峰值,断口中出现大量较小较深的断裂韧窝,硬度及耐磨性降低。深冷后500℃回火有利于提高5CrNiMo模具钢的综合力学性能。

5CrNiMo模具钢的强韧化热处理工艺研究

对5CrNiMo模具钢分别采用820~940℃不同淬火温度处理,对比分析了不同淬火温度对其组织、耐磨性以及冲击韧度的影响规律。结果表明,820~880℃温度范围内淬火时,随着淬火温度的提高,基体中的孪晶马氏体及残留奥氏体逐渐减少,板条状马氏体及粒状碳化物逐渐增多,耐磨性及韧性逐渐提高,冲击断面逐渐形成较小较深的断裂韧窝。当淬火温度达到880℃时,基体表现为板条马氏体及均匀分布的粒状碳化物,耐磨性及韧性最佳。900~920℃淬火时,随着淬火温度提高,基体中的残留奥氏体逐渐增多,粒状碳化物逐渐减少,耐磨性及冲击韧度降低。

5CrNiMo模具钢低温渗硫热处理的磨损性能研究

主要研究了采用低温渗硫工艺处理后的5CrNiMo模具钢的磨损性能。通过采用离子化学热处理炉对模具钢进行渗硫处理,获得了厚度为15%μm左右的渗硫层;通过采用球盘摩擦磨损试验对渗硫层的磨损性能进行了分析研究;利用扫描电镜（SEM）观察了渗硫层的微观形貌特点;采用X射线衍射仪（XRD）分析了渗硫层的相结构特征。试验结果表明：通过渗硫处理后的5CrNiMo模具钢的磨损性能获得了明显提高。

5CrNiMo圆环模具开裂失效分析

某5CrNiMo圆环模具热处理后在机加工过程中发现开裂。对失效模具进行了宏观、微观断口分析,显微组织分析、微区成分分析、硬度检验,综合分析了模具失效原因。结果表明:材料在锻造过程中产生折叠,存在局部氧化皮卷入,导致锻造裂纹;材料化学成分不均匀,形成了低硬度的铁素体+珠光体组织。由于组织不均匀,很容易产生不平衡的内部应力,使得两相交界处成为裂纹源。沿裂纹两侧分布大量孔洞,怀疑该模具材料为钢锭头尾料。

QPQ技术对5CrNiMo热锻模具钢组织及性能的影响

运用QPQ盐浴复合处理技术对5CrNiMo热锻模具钢进行表面改性处理,分析了盐浴渗氮对模具钢的渗氮层深度、显微硬度、耐磨性和抗腐蚀性的影响及渗氮层显微组织特征.实验结果表明,5CrNiMo热锻模具钢经QPQ盐浴技术处理后,表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性较渗氮前有较大的提高,且渗氮时间以2～3 h效果最好.

稀土对模具钢QPQ渗层组织和性能的影响

研究了5CrNiMo模具钢经不同浓度稀土QPQ处理后的组织和性能,在QPQ处理过程中加入适量稀土化合物LaCO3对5CrNiMo钢进行表面改性处理。利用扫描电镜(SEM)分析了5CrNiMo处理后的表面金相显微组织和表面形貌、氮化层深度,采用401MVA型显微维氏硬度计测量试样显微硬度,在M-2000型磨损试验机上进行滑动磨损试验。结果表明,QPQ处理加入适量的稀土不仅有明显的催渗作用,而且能提高5CrNiMo钢的硬度及耐磨性。