預(yù)處理工藝對熱作模具鋼5Cr8MoNi2SiV組織與硬度的影響

  飛機(jī),、船舶、坦克和航天飛行器等軍工產(chǎn)品中,,60%的零部件都是通過模具直接加工出來的。熱作模具鋼是在高溫環(huán)境下,,對金屬進(jìn)行熱加工的模具鋼,。隨著航天事業(yè)的發(fā)展,運(yùn)用在高溫環(huán)境中的材料越來越多,,工作熱環(huán)境也越來越復(fù)雜,,因而熱作模具也占有越來越重要的地位。對于熱作模具鋼而言,,其硬度,、韌性和熱穩(wěn)定性是最主要的性能指標(biāo),這些性能指標(biāo)決定了熱作模具鋼的使用壽命。
熱作模具鋼
  以高強(qiáng)鋼板沖壓成型用熱作模具鋼為工況背景,,設(shè)計了新型熱作模具鋼5Cr8MoNi2SiV,,通過模擬的CCT曲線,分析其熱力學(xué)相變規(guī)律,,為改善該鋼鑄態(tài)組織的嚴(yán)重偏析,,設(shè)計了普通常規(guī)退火、正火+球化退火和正火+等溫球化退火3種預(yù)處理工藝,,分析不同工藝對該鋼的組織性能的影響,,旨在改善其偏析并降低退火態(tài)硬度,改善切削性能,,為該鋼的淬(回)火工藝設(shè)計做準(zhǔn)備,,同時為新型熱作模具鋼的開發(fā)和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

  試驗(yàn)用5Cr8MoNi2SiV鋼由GW無芯中頻感應(yīng)爐熔煉,,原材料成分:C0.56,,Si0.54,Mn0.53,,Cr7.65,,Mo1.56,V0.25,,Ni2.55,,S0.02,P0.031,,Cu0.813,,F(xiàn)e余量。將澆鑄成型的梅花試樣加工成尺寸為Φ20mm×30mm的圓柱試樣,,采用RJX-8-3電阻爐進(jìn)行熱處理,。利用Jmatpro軟件對5Cr8MoNi2SiV鋼進(jìn)行CCT曲線計算模擬。

  采用ZEISS200MAT金相顯微鏡觀察試樣的顯微組織,;采用FEI QUANTA 200F型掃描電子顯微鏡觀察材料的表面形貌,;采用HRD-150電動洛氏硬度計測定其洛氏硬度值。結(jié)果表明:

 ?。?)5Cr8MoNi2SiV鋼不同奧氏體化溫度下的CCT曲線表明,,隨著奧氏體化溫度升高,珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變孕育期增長,,說明殘留奧氏體逐漸穩(wěn)定,,淬透性較好,可以使用較慢的冷卻速度得到馬氏體組織,,避免應(yīng)力過大而產(chǎn)生龜裂,。

  (2)通過對常規(guī)退火、正火+球化退火和正火+等溫球化退火3種預(yù)處理工藝的微觀組織和硬度值比較,,發(fā)現(xiàn)5Cr8MoNi2SiV鋼經(jīng)1090℃×1h正火+880℃×2h+640℃×48h等溫球化退火工藝下,,能夠很好地改善碳化物偏析,同時使硬度大大降低,,改善機(jī)加工性能,。