H11钢锻模液态模锻试验与模具结构改进

介绍了对H11钢锻模液态模锻试验的工艺流程,分析了原模具结构的不足,并进行了改进。模具设置了防飞溅装置、冷却系统及溢流装置。结果表明,得到的液态模锻制件的尺寸和性能都达到了设计要求。

热处理工艺对H11热作模具钢力学性能的影响

通过优化设计热处理工艺,研究了不同回火工艺对H11热作模具钢力学性能的影响。试验结果表明:进行二次回火处理、适当增加回火时间并降低回火温度,可以析出更多细小、弥散分布的碳化物并充分释放淬火应力,从而可以显著提升H11热作模具钢的强度、硬度、塑性及韧性。优化后的600℃保温2.5 h两次回火工艺较传统的一次回火,材料的硬度提高12.1%;屈服强度和抗拉强度分别提高6.7%和14.1%;伸长率和断面收缩率分别提高65.2%和177.2%;断裂韧性提高48.2%;室温冲击韧性提高31.8%。根据拉伸断口形貌的分析,经优化回火工艺的试样断口有大量的韧窝及二次裂纹,断裂特征为典型的韧性断裂。

4Cr2Mo WVNi与H11模具钢离子渗氮耐磨性能研究

对4Cr2MoWVNi和H11模具钢进行了对比磨损试验,研究了渗氮对两钢种耐磨性的影响。结果表明,无论试样渗氮与否,4Cr2MoWVNi钢的热耐磨性均优于H11钢。4Cr2MoWVNi钢连杆热锻模寿命优于H11钢。模具正常失效形式均为热磨损。

挤压锻温度对固态再生H11钢组织和性能的影响

以回收的H11钢车削屑获得的粉末为原料,利用粉末压坯和挤压锻工艺制备样品,并结合拉伸实验、硬度测试、XRD,SEM,TEM等分析手段,研究了1100~1220℃不同挤压锻温度对固态再生H11钢组织结构和力学性能的影响.结果表明:样品固结效果良好;挤压锻温度为1220℃时,材料密度可达95.8%;挤压锻温度达到1140℃后,基体中析出Fe 7C 3相;随着挤压锻温度从1100℃升高至1220℃,沿挤压方向的硬度从2.5 GPa增加至4.4 GPa,抗拉强度从451 MPa增加至808 MPa,但延伸率从3.1%降低至0.7%.

模具钢4Cr2MoWVNi与H11钢耐磨性的对比研究

对4Cr2MoWVNi钢和H11钢进行对比磨损试验,研究了两钢种及渗氮条件对其耐磨性能的影响。结果表明,无论试样渗氮与否,4Cr2MoWVNi钢的热耐磨性能均优于H11钢。采用这两种模具材料用于连杆热锻模,4Cr2MoWVNi钢热锻模寿命均优于H11钢,模具正常失效形式均为热磨损。

钙含量对H11模具钢冲击功的影响机理

冲击功是评价H11模具钢服役性能的重要特征之一。针对国内某钢厂生产的H11模具钢出现冲击功波动较大的现象,结合微观组织分析、夹杂物表征及对比分析和热力学理论计算,探究了导致H11具钢冲击功波动的主要原因和Ca对MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物的转变机理。研究结果表明,大尺寸的Ds类夹杂物是导致H11模具钢冲击功较低且波动较大的主要因素(试验钢室温无缺口冲击吸收功平均值由(327±3.4)J降低至(233±26.1)J),确定了钢中的Ca含量是导致D/Ds类夹杂物超标的主要原因。结合商业热力学软件FactSage 8.2计算结果可知,当试验钢中Ca质量分数较低(<0.0005%)时,H11模具钢中夹杂物以高熔点MgO·Al_(2)O_(3)类夹杂物为主,此类夹杂物不容易聚合长大;但当试验钢中Ca质量分数较高(0.0009%)时,由于Ca对MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物的改性作用导致钢中夹杂物以容易聚合长大的低熔点CaO-MgO-Al_(2)O_(3)类夹杂物为主,但是此类夹杂物很难从钢液中去除,导致了H11模具钢中Ds类夹杂物超标。同时发现,在冲击载荷作用下,大尺寸夹杂物(>10μm)会首先从基体中脱粘并引起微裂纹,微孔周围内应力的局部集中导致了裂纹萌生和裂纹扩展,进而降低了试验钢的冲击吸收功。最后,提出通过优化冶炼工艺过程降低Ca含量是解决H11模具钢中大尺寸夹杂物超标问题的主要攻关方向。

压铸模具用H11钢大型模块真空等温淬火过程的数值模拟

基于金属-热-力耦合理论,以压铸模具用H11钢大型模块(500 mm×500 mm×500 mm)为研究对象,建立真空等温淬火过程中模块的多物理场耦合模型,并进行数值模拟研究了模块的温度场、组织场和应力场在不同等温淬火工艺下的变化规律。结果表明,与直接淬火相比,等温淬火工艺可以有效减少模块冷却过程中的心表温差与应力,避免变形和开裂的风险。等温淬火工艺可以在避开珠光体形成和碳化物沿晶析出的前提下提升大型模块心部的贝氏体体积分数,并且随着等温时间的增加,心部贝氏体体积分数也不断增加。利用工业真空炉对模块进行500℃等温1 h淬火处理验证,所得模块不同位置的温度变化曲线与模拟结果较为吻合,且真空等温淬火后模块心部生成的贝氏体类型为韧性较好的下贝氏体。