新型热作模具钢5CrNiMoSr合金化组织与性能分析

添加不同含量的合金元素锑到新型热作模具钢5Cr Ni Mo Sr中进行合金化,并利用OM、SEM、摩擦磨损试验机和电阻炉等进行了显微组织、耐磨损性、耐高温腐蚀性和热疲劳性的分析。结果表明,在新型热作模具钢5Cr Ni Mo Sr中添加合金元素锑,有利于细化模具钢的显微组织,提高模具钢的耐磨损性、耐高温腐蚀性和热疲劳性。该模具钢中锑的含量不宜过多,优选含量为0.6wt%。

4Cr5MoSiV1热作模具钢的热变形行为与热加工图

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对4Cr5MoSiV1热作模具钢进行单道次等温压缩试验,研究了其在变形温度750~1050℃,应变速率0.001~0.1s^(-1)条件下的热变形行为,并观察变形后的显微组织;根据试验得到的真应力-真应变曲线,构建了03真应变下的Arrhenius高温本构模型,并在动态材料模型基础上绘制了热加工图,从而得到该钢的合理热加工区间。结果表明:4Cr5MoSiV1钢的变形抗力随变形温度的升高或应变速率的降低而显著降低;4Cr5MoSiV1钢的热变形激活能为59452 kJ·mol^(-1);在试验参数范围内,4Cr5MoSiV1钢合理的热加工区间为变形温度1050℃、应变速率0.001~0.01s^(-1),此时组织中的碳化物细小且弥散分布,第二相强化效果显著。

新型热作模具钢4Cr5Mo3SiVNb的研究

在H11钢的基础上,通过分析碳化物类型对热作模具钢性能的影响,设计了一种新型热作模具钢 4Cr5Mo3SiVNb.研究结果表明,新钢种具有微细的显微组织和较高的强韧性配合,并且回火稳定性及等向性 也较好.

热作模具钢4Cr5MoSiV1的热变形行为及本构模型修正

借助Gleeble-3500热模拟试验机和光学显微镜研究热作模具钢4Cr5MoSiV1在变形温度为750~1050℃、应变速率为0.001~0.1 s^-1条件下的热变形行为及显微组织特征。结果表明,4Cr5MoSiV1钢的流变应力随温度升高而降低,随应变速率升高而增大;动态再结晶在低应变速率与高变形温度下更易发生;得到4Cr5MoSiV1钢在该变形参数下的热变形激活能为704.73 k J·mol^-1,建立了应变量为0.2时的Arrhenius高温本构模型,本构参数的拟合相关系数在95%以上。针对传统本构模型的不足,构建了耦合应变量的改进型本构模型,并对本构参数进行了3次、6次及9次拟合。结果表明,9次拟合的相关系数超过97.94%,可以更准确地预测4Cr5MoSiV1钢的热变形抗力。

热作模具钢4Cr5MoSiV1的细化处理工艺试验

随着国内工业技术的进步，模具材料的开发与应用也得以飞速发展。4Cr5MoSiV1钢是一种新型热作模具钢，由于其优良的淬透性、淬硬性和良好的室温、高温性能而广泛应用于要求高韧性和冷热疲劳抗力、工作温度<700℃的热挤压模、压铸模和热锻模，其使用寿命远高于第一代热作模具钢5CrNiMo、5CrMnMo和3Cr2W8V。但近年来，有关部门通过抽检多个厂家发现，国产4Cr5MoSiV1钢与进口H13钢相比存在的最大差别是成分偏析、带状组织严重等现象。用此类材料制造的工模具经过常规工艺处理后，常出现早期失效。因此有必要对其热处理工艺进行研究和改善。

钼含量对4Cr5MoV热作模具钢冷热疲劳性能的影响

采用室温至600℃的自约束冷热疲劳试验方法对含不同质量分数(1.8%,3.1%)钼的4Cr5MoV热作模具钢进行了试验,分析了表面与截面裂纹形貌、显微组织以及硬度变化,研究了钼含量对该热作模具钢冷热疲劳性能的影响。结果表明:经1 000次冷热疲劳循环后,含质量分数3.1%钼的试验钢表面产生细小稀疏裂纹,并且裂纹数量明显少于含质量分数1.8%钼的试验钢,含质量分数3.1%钼的试验钢具有更高的抗回火软化性,高的表面硬度可以延缓模具钢中冷热疲劳裂纹的萌生;经2 000次冷热疲劳循环后,含质量分数3.1%钼的试验钢截面裂纹扩展深度大于含质量分数1.8%钼的试验钢,其裂纹扩展速率较大,这与含质量分数3.1%钼的试验钢具有较低的室温冲击韧性和大量碳化物的粗化有关.

锻造工艺对含钒热作模具钢组织和性能的影响

采用不同的锻造温度进行了5CrNiMoV新型含钒热作模具钢的锻造试验,并进行了显微组织、热疲劳性能和高温磨损性能的测试与对比分析。结果表明:当终锻温度为830℃时,与1070℃初始锻造温度锻造相比,在始锻温度1100℃下锻造的5CrNiMoV热作模具钢的热疲劳裂纹级别从5级降为2级,高温磨损体积从39×10^(-3)mm^(3)减为18×10^(-3)mm^(3);当始锻温度为1100℃时,与终锻温度860℃相比,在终锻温度830℃锻造的5CrNiMoV热作模具钢的热疲劳裂纹级别从4级变为2级,高温磨损体积从32×10^(-3)mm^(3)变为18×10^(-3)mm^(3)。在始锻温度1100℃,终锻温度830℃时锻造的模具钢热疲劳性能和高温磨损性能得到明显改善。

热作模具钢4Cr5Mo2NiVRE（R88）的研制

通过加钒－钼和镍－稀土使新研制的钢种４Ｃｒ５Ｍｏ２ＮＩＶＲＥ（Ｒ８８）在高温下具有高的热稳定性、抗氧化性和高的强韧性。应用结果表明，Ｒ８８钢制成的热作模具寿命比３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢模具提高一倍。

大型热作模具钢5CrNiMo开裂分析

模具钢是用来制造各种锻造、冲压或压铸成形工件模具的钢种。根据模具的工作条件,模具钢分为冷作模具钢和热作模具钢。热作模具钢是使热态金属或液态金属成形的模具用钢,要求钢具有高的耐回火性,良好的耐磨性,一定的韧性,以及高的抗热疲劳性、淬透性和抗氧化能力。但是工件的内部缺陷往往会引发工件产生各种问题,例如组织偏析、夹杂、白点等,

ZG56CrNiMoV_7热作模具铸钢导盘质量控制与热处理

采用中频炉冶炼生产热作模具钢导盘,给出了铸造质量控制与成分控制原则。根据探伤情况,在调质热处理工艺的淬火冷却环节上采用不同介质实现ZG56CrNiMoV7热作模具铸钢导盘的淬火冷却。制定了相应的热处理工艺参数,自己设计专用淬火吊具淬火,成功进行了ZG56CrNiMoV热作模具铸钢导盘的淬火。导盘性能完全满足使用要求,为中频炉冶炼生产大型热作模具铸钢件并采用相应热处理控制技术,提供了重要参数。

热作模具钢4Cr5MoSiV1电炉模铸生产工艺

4Cr5MoSiV1是一种应用广泛的热作模具钢,是制造热锻模、热挤压模和压铸模的主要材料。试制工艺流程采用电炉冶炼+炉外精炼(LF+VD)+模铸+800轧机工艺。通过采用全铁水配料、优化精炼工艺、氩气保护浇注、合适的加热温度和保温时间等措施,成功生产试制了热作模具钢4Cr5MoSiV1热轧圆钢。试制产品磷含量≤0.010%,硫含量≤0.004%,晶粒度达到10.5级,横向冲击≥11J,夹杂物A类≤1级,B类≤0.5级,C、D类均为0级。产品质量达到了国内先进水平。

新型热作模具钢面市

JDH3钢是北京机电研究所开发的新型热作模具材料，此材料具有良好的热疲劳性能、热稳定性能和高温韧性，其耐磨性能优于5CrNiMo等通用材料，耐韧性又高于H13钢，是一种具有良好使用寿命的新材料，特别适用于热锻模具，如精密齿轮锻造、汽车连杆模具、铁路机车中心楔块模具等，其使用寿命比原模具使用寿命都有大幅度提高。材料价是H13钢的80％，性价比在国内外相近中处领先地位。该材料目前备有现料，欢迎各企业进行少量试用。