钢材知识

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  在购买的时候,可以参看相关的价格表,不过这也仅是特定时间内的一个价格情况,价格也会有有所浮动,具体购买还要以实际的花费为准。本文研究了冶炼工艺、化学成分、高温扩散工艺、锻后冷却控制对1.2344钢横向冲击性能的影响规律23442343钢材。

  1.2344钢是DIN标准(德国工业标准)中的热作模具钢,其化学成分与ASTM(美国材料试验标准)中的H13钢较为接近。

  随着1.2344钢应用的日益广泛1.2344相当于国产什么料,该钢的各种性能检验指标也日趋严格。由1.2344钢衍生的1.2344EFS(EFS为extrafinestructure)钢要求检验钢的显微组织和横向冲击性能。对于国内冶金行业和模具行业而言,热作模具钢的横向冲击性能研究较少。

  为保证试验数据具有可比性,除进行对比研究的工艺参数外,其他关键工艺参数(化学成分控制、钢锭扩散工艺、锻造比、锻后冷却控制和球化热处理工艺)均保持一致。

  横向冲击试样分别取自于圆钢的1/2半径处和中心处(扁钢为1/4对角线处和中心处),无缺口试样尺寸为7mm×10mm×55mm。

  冲击试样经调质处理后硬度控制在4446HRC的范围内。采用抚钢质量部中心试验室的A654RXY自动端淬硬度机和ZBC-300型冲击试验机检测试样硬度和横向冲击性能。

  冶炼工艺对横向冲击性能的影响

  化学成分对横向冲击性能的影响

  表2和表3分别表示两批直径为750mm的1.2344电渣钢化学成分及其锻成250mm×600mm扁钢后的横向冲击性能。

  表2和表3表明,在C、Mn、Si、S、Cr、V和Mo含量相近的条件下,磷元素的含量对钢材的横向冲击性能有明显影响。在0.020%0.030%的范围内,磷含量增加00075%,钢材横向冲击性能则下降了4060J。

  磷造成钢的韧性下降主要是由于磷在晶界处偏聚会降低晶界表面能,产生沿晶脆性断裂2344-esr,同时降低脆断应力所致。

  高温扩散工艺对横向冲击性能的影响

  1.2344钢中舍有一定量的Cr、Mo和V等碳化物形成元素,其铸态组织中的伪共晶碳化物主要为M7C3,M6C和MC,即Cr7C3,Mo8C和VC。

  大量研究表明,上述共晶碳化物在1150-1200°C的温度下进行较长时间的扩散,铸态组织中的小颗粒的共晶碳化物能完全溶解到奥氏体中,而粗大的碳化物也可以通过扩散溶解掉一部分,残余的碳化物颗粒呈现表面能较低的球状,与大颗粒碳化物相比,这些弥散分布的球状碳化物对基体性能的影响较小。

  图1是1.2344钢分别在1150°C(图1a)和1200°C(图1b)下保温5h的微观组织,通过比较可以发现,当扩散温度由1150C提高到1200°C,显微组织中的大颗粒碳化物明显减少,碳化物的分布更加弥散、均匀。

  图一不同扩散温度下1.2344钢围观组织

  表4是对5t精炼钢锭进行不同扩散时间的试验,结果表明在相同的扩散温度下,扩散时间由5h增加到10h,可以有效增加钢材的横向冲击性能,其中1/2半径处提高了41.62%,中心处提高了35.85%。

  锻后冷却方法对横向冲击性能的影响

  1.2344钢经镦粗和多火拔长后具有较高的温度,特别是钢材的心部温度通常在°C,因此终锻温度和锻后冷却速度的控制直接影响了晶界处二次碳化物的析出。

  一般而言,终锻温度越高,冷却速度越慢,晶界处析出的二次碳化物越严重,一旦形成网状碳化物,将在一定程度上影响钢材的冲击韧性。

  锻后冷却方法采用了扁钢喷水处理和空冷两种,表5数据显示两种冷却方法对横向冲击性能的影响没有明显差别,这可能是由于1.2344钢具有较高的淬透性造成的。

  但通过金相分析观察发现:进行喷水处理的扁钢微观组织更加均匀,而空冷处理的扁钢微观组织具有马氏体特征。

  根据工艺试验的结果,高等向性1.2344EFS钢采用精炼钢冶炼工艺,其中磷元素和硫元素的含量分别控制在0.015%和0.004%以下,钢锭在1200°C的温度下扩散了15h以上,钢锭经多向锻造、控制冷却及球化处理。

  (1)采用电渣重熔工艺、磷含量控制在≤0.020%、高温扩散(时间根据锭型而定)有利于提高钢材的横向冲击性能。

  (2)锻后冷却速度对钢的显微组织有一定影响,冷却速度越快,钢的显微组织细化趋势越明显。

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