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SDCM熱作模具鋼(化學(xué)成分)的熱穩(wěn)定性研究

發(fā)布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn 更新時(shí)間:2015-12-23
針對熱沖壓技術(shù)的實(shí)際工況,對比國內(nèi)外先進(jìn)模具鋼,上海大學(xué)開發(fā)了專用模具材料SDCM,并重點(diǎn)研究了SDCM鋼微觀結(jié)構(gòu)與熱穩(wěn)定性之間關(guān)系。

?熱沖壓模具在高溫高壓下長期工作,并伴隨著強(qiáng)烈的沖擊與摩擦。熱穩(wěn)定性是熱作模具鋼的主要性能之一,它反映了模具鋼在高的工作溫度下抗軟化的能力,關(guān)系到鋼的高溫硬度、高溫強(qiáng)度和熱疲勞抗力等性能指標(biāo)。目前應(yīng)用較為廣泛的是H13熱作模具鋼,但其工作溫度不能高于600℃。

針對熱沖壓技術(shù)的實(shí)際工況,對比國內(nèi)外先進(jìn)模具鋼,上海大學(xué)開發(fā)了專用模具材料SDCM,并重點(diǎn)研究了SDCM鋼微觀結(jié)構(gòu)與熱穩(wěn)定性之間關(guān)系。
試驗(yàn)材料SDCM經(jīng)過感應(yīng)熔煉、電渣重熔后,再經(jīng)高溫均質(zhì)化后鍛造成60mm×60mm的方坯,并經(jīng)超細(xì)化處理。對比材料為市售H13。兩者化學(xué)成分如表1。
表1?試驗(yàn)材料化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)
牌號
C
Si
Mn
Cr
Mo
V
H13
0.37~0.42
0.8~1.0
0.2~0.5
5~5.5
1.2~1.75
0.8~1.2
SDCM
0.45~0.48
0.3~0.5
0.60~0.80
2.50~2.70
2.10~2.40
0.80~1.00
?
將15mm×15mm×15mm塊狀試樣在1030℃淬火,分別經(jīng)300、400、450、500、520、540、560、580、600、620、640℃回火保溫2h,回火兩次后,測試其硬度。
塊狀試樣經(jīng)1030℃淬火后經(jīng)不同溫度回火以使硬度均調(diào)整至50HRC左右。再加熱至熱穩(wěn)定性溫度600℃和650℃,分別保溫1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24h后,測試其硬度值,并進(jìn)行微觀組織結(jié)構(gòu)研究。用HBRVU2187.5型硬度計(jì)測試洛氏硬度,每個(gè)試樣取5點(diǎn)平均值。利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀分析了SDCM鋼在熱穩(wěn)定性試驗(yàn)中的微觀組織變化。結(jié)果表明:
(1)初始硬度均為50HRC情況下,SDCM鋼經(jīng)600、650℃保溫24h后,其硬度值分別高出H13鋼約13HRC和11HRC,表現(xiàn)出較好的熱穩(wěn)定性。
(2)SDCM鋼熱穩(wěn)定保溫過程中,VxC保持穩(wěn)定,與H13鋼一樣,析出M23C6碳化物。但由于Cr含量較低,因Cr23C6碳化物粗化引起的軟化效應(yīng)對SDCM鋼熱穩(wěn)定性影響較H13鋼小。
?(3)SDCM鋼在600℃和650℃保溫時(shí),其位錯(cuò)密度分別在前2h和前8h急速下降。且位錯(cuò)密度和硬度隨保溫時(shí)間變化趨勢一致,位錯(cuò)對鋼熱穩(wěn)定性也有重要貢獻(xiàn)。

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