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W9Mo3Cr4V高速鋼化學成分熱處理工藝軟氮化及組織性能
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-02-20
W9Mo3Cr4V高速鋼兼有W18Cr4V鋼和W6Mo5Cr4V2鋼的優點，并避免或明顯減輕了二者的主要缺點，W9Mo3Cr4V的主要力學性能中硬度、熱硬性相當于或略高于W18Cr4V鋼和W6Mo5Cr4V2鋼；強度、韌性較W18Cr4V鋼高，與W6Mo5Cr4V2鋼相當。在適當改變淬、回火工藝后W9Mo3Cr4V鋼很適于制造高載荷模具，尤其是冷擠壓模具。
氮碳共滲（軟氮化）是在含有活性氮碳原子的介質中同時滲入氮和碳，并以滲氮為主的低溫碳氮共滲工藝。軟氮化不僅能提高工件疲勞強度、耐磨性和抗咬合性；且相對于單純的氮化處理，熱處理時間明顯縮短，已不再受鋼種的限制。試驗中對W9Mo3Cr4V鋼進行氣體軟氮化處理，研究軟氮化處理對鋼組織及性能的影響。
試驗所用W9Mo3Cr4V高速鋼的化學成分如表1所示。磨損試樣（10mm×10mm×10mm）用線切割加工而成。
將進行了球化退火、淬火及三次回火的W9Mo3Cr4V鋼分成2組。一組直接進行組織性能測試，另一組進行軟氮化處理后再進行相關測試。試驗采用甲酰胺為滲劑，滴注式氣體軟氮化法進行氮碳共滲。熱處理參數如表2所示。
表1??W9Mo3Cr4V高速鋼的化學成分（質量分數，%）
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C
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W
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Mo
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Cr
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V
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Si
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Mn
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S
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P
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0.77～0.87
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8.50～9.50
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2.70～3.30
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3.80～4.40
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1.30～1.70
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0.20～0.40
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0.20～0.40
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≤0.03
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≤0.03
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?
表2??W9Mo3Cr4V鋼的熱處理工藝
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熱處理工藝
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工藝參數
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預備熱處理
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球化退火：850℃×2h隨爐冷至750℃等溫4h
隨爐冷至500～550℃取出空冷
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最終熱處理
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淬火：1180℃×40min?油淬；回火：560℃×1h×3次
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軟氮化
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540℃×3h
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???
對淬火回火試樣進行組織觀察（XJP-6A型金相顯微鏡）和硬度測試（HR-150A型洛氏硬度計，五點取平均值）；對軟氮化試樣進行組織觀察（SU1510型掃描電子顯微鏡）和硬度梯度（HVS-1000型顯微硬度計）測試。兩種試樣均進行了耐磨試驗（M-2000型摩擦磨損試驗機）。
試驗結果表明：采用甲酰胺為滲劑進行氣體軟氮化可得到約50μm的致密滲層，可有效提高W9Mo3Cr4V鋼的硬度和耐磨性。經軟氮化后，鋼的表面硬度達到1150HV0.1，而磨損速率約為3.9mg/h，為未經軟氮化的1/5。
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