1.9t扁锭浇铸D2冷作模具钢凝固过程及内部缺陷预报数学模拟

采用三维铸造软件Procast模拟了钢厂1.9 t扁D2钢锭(%:1.40～1.60C、11.00～13.00Cr、0.70～1.20Mo、≤1.10V)浇铸和凝固过程。模拟结果表明,1.9 t模具扁钢的本体凝固时间为64 min,完全凝固时间为83min,与经验公式的计算结果相吻合;钢锭柱状晶厚度为150 mm左右,等轴晶宽度为260 mm左右;1.9 t扁锭内部无缩孔产生、疏松轻微。

提高D2模具钢轧材使用寿命的研究

为提高D2冷作模具扁钢轧材的使用寿命,进行了一系列实验与探究:在化学成分方面,采用添加稀土的方法;在最终热处理方面,采用正交实验法进行工艺优化,选用4个淬火温度,4个回火温度,两种回火次数和4种回火时间,再综合考虑是否添加稀土等因素,通过大量实验对比,优选出一个最佳热处理工艺,与原生产工艺下的材质相比,试样的耐磨性和冲击韧性均大为改善,从而达到提高D2模具扁钢轧材使用寿命的目的。

D2模具钢轧材碳化物均匀性的检测与分析

对D2冷作模具钢轧材共晶碳化物不均匀度进行了仔细的检测,并和D2锻材对比得出:在成品规格相近的情况下,轧材碳化物颗粒比较细小,而锻材的碳化物分布比较均匀;此外,轧材的碳化物有较明显的带状分布特点。最后对检测结果做了简略分析。

等温淬火时间对D2钢组织与力学性能的影响

研究了等温淬火时间对D2冷作模具钢微观组织与力学性能的影响。结果表明:随等温淬火时间延长,D2钢硬度先升高后降低,冲击韧性逐渐升高;应用Image pro-Plus6.0定量计算的下贝氏体含量逐渐增多,X-射线衍射仪(XRD)衍射图谱显示基体中含有残留奥氏体。其中,270℃等温淬火6 h时D2钢硬度与冲击韧性配合最佳,分别达到了61.1 HRC与56 J/cm^2,此时试样基体中下贝氏体含量为28.28%;M/B_下复相组织中残留奥氏体的碳含量较高,为1.345%,其室温稳定性较强,这更有利于冷作模具在服役过程中组织和精密尺寸的稳定。

冷作模具D2钢开裂失效分析

冷作模具D2钢经过热处理、焊接、磨削后,在静置时产生脆性开裂。采用金相检验、化学成分分析和硬度测试等方法对开裂模具进行研究。结果表明,模具的开裂主要是由于模具后续焊接不良以及未消除焊接应力引起,提出了相应的改进措施。