预处理工艺对热作模具钢5Cr8MoNi2SiV组织与硬度的影响
2016-05-25 19:03 来源：钢联资讯 作者：心远
飞机、船舶、坦克和航天飞行器等军工产品中，60%的零部件都是通过模具直接加工出来的。热作模具钢是在高温环境下，对金属进行热加工的模具钢。随着航天事业的发展，运用在高温环境中的材料越来越多，工作热环境也越来越复杂，因而热作模具也占有越来越重要的地位。对于热作模具钢而言，其硬度、韧性和热稳定性是最主要的性能指标，这些性能指标决定了热作模具钢的使用寿命。
本课题以高强钢板冲压成型用热作模具钢为工况背景，设计了新型热作模具钢5Cr8MoNi2SiV，通过模拟的CCT曲线，分析其热力学相变规律，为改善该钢铸态组织的严重偏析，设计了普通常规退火、正火+球化退火和正火+等温球化退火3种预处理工艺，分析不同工艺对该钢的组织性能的影响，旨在改善其偏析并降低退火态硬度，改善切削性能，为该钢的淬（回）火工艺设计做准备，同时为新型热作模具钢的开发和应用提供数据支持。
试验用5Cr8MoNi2SiV钢由GW无芯中频感应炉熔炼，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，Fe余量。将浇铸成型的梅花试样加工成尺寸为Φ20mm×30mm的圆柱试样，采用RJX-8-3电阻炉进行热处理。利用Jmatpro软件对5Cr8MoNi2SiV钢进行CCT曲线计算模拟。
采用ZEISS200MAT金相显微镜观察试样的显微组织；采用FEI QUANTA 200F型扫描电子显微镜观察材料的表面形貌；采用HRD-150电动洛氏硬度计测定其洛氏硬度值。结果表明：
（1）5Cr8MoNi2SiV钢不同奥氏体化温度下的CCT曲线表明，随着奥氏体化温度升高，珠光体和贝氏体转变孕育期增长，说明残留奥氏体逐渐稳定，淬透性较好，可以使用较慢的冷却速度得到马氏体组织，避免应力过大而产生龟裂。
（2）通过对常规退火、正火+球化退火和正火+等温球化退火3种预处理工艺的微观组织和硬度值比较，发现5Cr8MoNi2SiV钢经1090℃×1h正火+880℃×2h+640℃×48h等温球化退火工艺下，能够很好地改善碳化物偏析，同时使硬度大大降低，改善机加工性能。（心远）
