合金元素对SKD61钢中析出相热力学的影响

采用Thermo-calc热力学计算软件,对SKD61钢在400～1600℃存在的平衡相进行了热力学计算,探讨了不同合金元素含量对回火析出相析出行为的影响,在此基础上设计出热处理工艺,并对热处理试样中的析出相经电解腐蚀后进行扫描电镜(SEM)和EDS研究。计算结果表明:SKD61钢中平衡析出相主要为MC、M7C3、M6C和M23C6,试样回火后的稳定析出相为MC和M23C6,合金元素V、C对MC相和M23C6相影响最大。SKD61钢热处理后的结果显示,该模具钢较合适的淬火温度区间为(1040±20)℃,回火温度的确定应以不出现粗大的M23C6碳化物相为宜。

SKD61钢压铸模具开裂分析

通过化学成分分析、力学性能测试、金相检验以及断口分析等方法对SKD61钢压铸模具开裂原因进行分析。结果表明:由于该模具材料的钼和钒含量偏低,导致热处理后的硬度偏低,使得疲劳强度降低,从而在服役中以疲劳形式早期开裂失效。

回火温度与次数对SKD61钢组织和硬度的影响

以进口热作模具钢SKD61为研究对象,研究了回火温度和回火次数对其显微组织和硬度的影响。结果表明:SKD61钢经1040℃淬火后回火,当回火温度在400℃以下时,SKD61钢的回火组织主要为回火马氏体,并随回火温度的升高,SKD61钢的硬度逐步增加;当回火温度在400℃以上时,SKD61钢的组织开始向回火托氏体组织过渡,此时,随回火温度升高,其硬度逐步降低;采用同样的回火温度时,二次回火比一次回火的组织更加均匀,性能更加稳定。

奥氏体化温度对轧态C61钢显微组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及拉伸试验等研究了不同奥氏体化温度对轧态C61钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:奥氏体化温度为950℃的热处理工艺能使轧态C61钢获得良好力学性能,其抗拉强度、屈服强度、伸长率以及断面收缩率分别为1376 MPa、997 MPa、13.8%、62.5%。随奥氏体化温度升高,试验钢的断裂机制从韧性断裂转变为韧性+准解理断裂,奥氏体化温度为950℃时,断口组织均匀且韧性最好。当奥氏体化温度较低时,显微组织中马氏体板条较细小,随着温度的升高,马氏体板条束宽度增大,导致轧态C61钢强度、硬度降低。奥氏体化温度对钢中残留奥氏体含量有所影响,在1000℃时残留奥氏体最多、硬度最低。

渗氮工艺参数对SKD61钢显微组织的影响

以进口热作模具钢SKD61为研究对象,对比研究了一段渗氮法和二段渗氮法两种工艺对其显微组织的影响。结果表明,一段渗氮法的渗氮深度比二段渗氮法的深度要大、表面的硬度要高;对工件渗层硬度和渗层深度影响最明显的因素是气体渗氮的温度和氨气的分解率,随着气体渗氮温度的不断升高,工件的表面硬度先是逐步升高,但随后逐步降低;随着氨气的分解率的逐步提高,工件的渗氮层深度先是减少,随后逐步增加。针对SKD61钢而言,其理想的气体渗氮工艺参数为渗氮温度为535℃、渗氮时间为15 h、氨气的分解率是50%.

SKD61钢的热处理工艺和性能研究

热作模具钢SKD61通常用作铝、镁合金压铸模。采用不同工艺对这种钢进行淬火、回火,然后测定不同组织状态的硬度和冲击韧度,用扫描电镜分析冲击断口的形貌。结果表明,淬火温度对钢的硬度影响较大,当淬火温度高于1100℃时,钢的组织粗大,晶界粗化,冲击韧度明显降低。经1040℃淬火和590℃回火的SKD61钢具有较好的冲击韧度和较高的硬度。

SKD61钢皮带轮的气体渗氮

SKD61钢皮带轮需要进行气体渗氮处理,要求在0.05 mm深度处硬度≥1 000 HV0.2,渗层深度≥0.3mm。在进行多次试验后,得出适合于SKD61钢皮带轮的气体渗氮工艺为:在UPN井式渗氮炉中三段渗氮,即480℃×14 h、分解率25%;540℃×14 h、分解率40%;520℃×7 h、分解率35%。

SKD61钢热渗铬及淬回火组织性能研究

以固定的渗铬配方、温度和时间,对SKD 61钢进行渗铬处理及渗铬后的淬回火处理;通过硬度测试、附着性分析和耐磨性试验,对渗铬处理后的试样进行机械性质差异分析;利用X射线衍射分析仪(XRD)与扫描式电子显微镜分析钢材的渗层微观结构。分析结果表明:渗铬后SKD 61钢在渗层区的碳化物组分为Cr_(23) C_(6)、Cr_(7)C_(3)、Cr_(3)C_(2),淬回火并不能改变物理相态;经过淬回火后,渗铬层的硬度、膜厚等也无明显改变,但基材的硬度值会提升,渗层硬度和基体硬度的过渡较为平稳,渗层和基材具有更好的结合力,且耐磨性更好。

钒对FT61钢调质后硬度及组织的影响

通过对加钒后FT61钢调质后硬度及组织的分析,得出钒元素可以明显提高FT61钢的淬火硬度和回火硬度,同时也能起到细化晶粒尺寸的作用。

模具钢SKD61

新型模具钢材料 SKD61钢是一种含硅、铬、钼和钒的中合金热作模具钢。通过对其热处理工艺与硬度关系的研究 ,给出了适合的热处理工艺。 SKD61钢最佳热处理工艺为 1 0 2 5～ 1 0 70℃淬火 ,560℃一次回火 ,580℃二次回火。经上述处理后得到组织细、晶粒适中的马氏体组织基体上分布着细小的碳化物 ,具有良好的综合机械性能 ,而且淬透性能好 ,比较适合制造尺寸大、形状复杂的模具。

回火温度对C61齿轮钢显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、硬度计和拉伸试验机等研究了不同回火温度对C61齿轮钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:回火温度为360~600℃时,随着回火温度的升高,C61齿轮钢的硬度先增加后下降,在540℃时硬度达到最大值,为42.3 HRC,抗拉强度和屈服强度先上升后下降,在420℃达到峰值;回火温度为482℃时,合金渗碳体以及M_(23)C_(6)碳化物转变为M_(2)C碳化物,弥散分布于马氏体基体中,保证了C61齿轮钢的强度及韧性;当回火温度超过600℃时,马氏体开始分解,M_(2)C碳化物长大,与基体的共格关系遭到破坏。C61齿轮钢最佳的回火温度为482℃,此时抗拉强度为1193 MPa,屈服强度为1151 MPa,冲击吸收能量为174.5 J,硬度为42.0 HRC,能够达到较好的力学性能匹配。

两种不同H13钢强韧性能对比研究

利用扫描电镜、能谱分析对SKD61和4Cr5MoSiV1两种热作模具钢的拉伸断口、冲击断口、夹杂物和析出相进行分析。结果表明:SKD61钢的强韧性优于4Cr5MoSiV1钢,主要是由于SKD61钢的晶粒细小,夹杂物数量少、尺寸小,析出的碳化物数量多且呈球状弥散分布。4Cr5MoSiV1钢的硬度较SKD61钢高是因为其含碳量略高。

新型二次硬化渗碳钢的高温塑性及热加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机,对一种新型二次硬化渗碳钢C61进行了高温轴向压缩试验,测得其高温流变曲线,观察了高温变形后的显微组织,获得了该钢的热变形激活能Q为414.84 k J/mol,建立了试验钢的热变形本构方程,并绘制了其热加工图。结合高温变形后的显微组织和热加工图,确定最优热变形工艺参数为变形温度范围为1 050~1 100℃,应变速率范围为0.1~1.0 s^(-1),此时试验钢组织发生了完全动态再结晶,晶粒明显细化,且对应的能量耗散效率达到峰值。