20世紀(jì)80年代,,國內(nèi)外先后研制出Cr含量約8%的Cr8型冷作模具鋼(簡稱Cr8鋼),,如BOHLERK340、K360,、SDC99等,。這類鋼含鉻約8%,,加入Mo、V,、Si等合金元素,,其碳化物細(xì)小且分布均勻,廣泛應(yīng)用于耐沖擊性模具,、精加工模具以及刃具材料,。
本試驗(yàn)材料為Cr8鋼,在某企業(yè)用來作切割鋼板的刃具,。刃具在切削過程中,,受到工件強(qiáng)烈的摩擦作用,需要相當(dāng)高的硬度和耐磨性,;同時(shí)刀刃承受彎曲,、扭轉(zhuǎn)、剪切和沖擊等不同載荷,,材料又需要足夠的韌性,。熱處理工藝是獲得優(yōu)良性能的關(guān)鍵,本工作通過探討淬火溫度,、回火溫度,、回火時(shí)間、回火次數(shù)及回火冷卻方式對組織和性能的影響,,在保證高硬度的條件下,,提高該材料的韌性,從而延長其作為刃具的使用壽命,。
試驗(yàn)材料為商用Cr8型刃具鋼,,使用移動式光譜儀(PMI-MASTERPRO)測得該材料的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),,%)為:C0.508,Cr7.51,,Mo2.42,,Si0.732,V1.98,,Mn0.290,,F(xiàn)e余量。試驗(yàn)材料的冶金工藝為:出廠狀態(tài)—均勻化退火—球化退火—熱處理(淬火+回火),。熱處理工藝在箱式電阻爐中進(jìn)行,,淬火試樣尺寸為10mm×10mm×15mm,淬火溫度的選擇為950~1200℃,,在淬火溫度下保溫15min油淬,,淬火組織用2%苦味酸鹽酸酒精溶液腐蝕。對淬火鋼進(jìn)行200~600℃的回火試驗(yàn),,回火2h,。
選擇熱處理后硬度最高的淬火和回火溫度,在保證高硬度的前提下,,討論回火時(shí)間,、回火次數(shù)和回火冷卻方式對硬度和沖擊性能的影響。沖擊試樣采用無缺口試樣,,其尺寸為7mm×10mm×55mm,。用日立SU-1500型掃描電鏡觀察顯微組織,用洛氏硬度儀和沖擊試驗(yàn)機(jī)測試硬度和沖擊吸收能量,,用18kWD/MAX2500V+/PC型X射線儀進(jìn)行物相分析,,并用X射線應(yīng)力測試儀定量測定試樣中殘留奧氏體含量。結(jié)果表明:
?。?)Cr8鋼淬火組織為馬氏體,、殘留奧氏體和碳化物。低溫淬火得到板條馬氏體,,高溫淬火得到針片狀馬氏體,。
(2)隨回火溫度升高,,低溫淬火試樣無二次硬化峰,;而高溫淬火試樣在520℃左右回火時(shí)有明顯的二次硬化峰,所以選1100℃淬火+520℃回火,。
高溫淬火高溫回火試樣隨回火次數(shù)增加沖擊吸收能量先降低后增加,,且回火后油冷比空冷的硬度要高1~2HRC。最終熱處理工藝為1100℃油淬+520℃×2h回火2次,油冷,。