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4Cr5W2VSi模具钢的组织及力学性能介绍

发布时间:2020-03-26 10:14:55    浏览次数:

  铬系热作模具钢在中温下具有较高的热强度、硬度、耐磨性、韧性和热疲劳性能,成为世界上应用最广泛的热作模具钢

4Cr5W2VSi模具钢的组织及力学性能介绍

  热作模具在工作时承受着很大的冲击载荷,膜腔与高温金属接触后,局部温度可达500~700 ℃,同时还经受着反复的加热和冷却,模具工作表面容易产生热疲劳裂纹。另外炙热金属被强制变形时,与型腔表面摩擦,模具极易磨损并且硬度降低。4Cr5W2VSi钢是一种铬系热作模具钢,具有空冷硬化的特点。目前,关于4Cr5W2VSi钢的研究比较少,因此,深入研究其组织特征和力学性能,对改善和提高4Cr5W2VSi钢的服役性能,拓展其应用领域具有重要意义。

  东锜模具4Cr5W2VSi模具钢的组织进行了比较深入的研究,通过分析退火态和调质态的组织特征,确定了带状组织的存在形式,物相组成,阐述了退火态和调质态组织特征对冲击性能的影响,以及组织和力学性能的各向异性,并对退火态4Cr5W2VSi钢与H13钢的拉伸性能进行了对比。

  试验材料为经过反复拔长和镦粗锻造的4Cr5W2VSi钢,尺寸为120 mm×120 mm×200 mm。通过荧光光谱检测其化学成分为(质量分数,%):C0.32,Si1.2,Mn≤0.04,Cr4.82,W1.69,V0.62,P≤0.03,S≤0.03。试验材料分别为退火态和退火后调质处理态。退火采用860 ℃常规球化退火,保温4 h,炉冷至500 ℃以下出炉空冷;调质采用1030 ℃真空淬火,油淬,600 ℃回火两次,每次2 h。在两种状态下,沿拔长方向(纵向)和垂直于拔长方向(横向)切取试样,进行组织分析、拉伸试验、冲击试验和硬度测试,研究其组织和力学性能。结果表明:

  1) 调质热处理不能消除4Cr5W2VSi钢的偏析,其退火态和调质态横向组织的枝晶偏析呈网状,纵向组织偏析呈带状,且由于合金元素偏聚,调质态偏析更为严重;4Cr5W2VSi钢的退火态组织为粒状珠光体+少量伪共晶碳化物,调质态组织为回火托氏体和沿晶界析出的网状碳化物。

  2) 4Cr5W2VSi钢退火态屈服强度为378 MPa,抗拉强度为890 MPa,调质态屈服强度是退火态的1.35倍,抗拉强度是退火态的1.1倍。

  3) 退火态4Cr5W2VSi钢的冲击性能存在各向异性,纵向冲击性能要高于横向;调质态冲击性能不存在各向异性,退火态的冲击性能明显高于调质态;其冲击断口均为脆性断口。

  4) 4Cr5W2VSi钢中碳化物的存在形式为Fe6C、Fe7C3、Cr7C3、Cr23C6等,调质态硬度是退火态硬度的3倍左右,这是因为调质后发生相变,生成了脆性相托氏体以及合金元素偏聚引起的二次硬化。

  以上就是小编对4Cr5W2VSi模具钢的组织及力学性能介绍,更多模具钢资讯欢迎阅读《模具钢制造质量控制要点[技术资讯]》。


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原文标题:4Cr5W2VSi模具钢的组织及力学性能介绍


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