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3Cr2W8V壓鑄熱作模具鋼變質處理對其組織性能的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-02-26
3Cr2W8V熱作模具鋼是常用的壓鑄模具鋼，有較高的強度和硬度、良好的耐冷熱疲勞性、較好的淬透性，但該模具鋼中富含碳化物形成元素，組織中普遍存在成分偏析及共晶碳化物數量偏多等缺陷，易產生應力集中、裂紋萌生，直接導致模具壽命縮短甚至直接失效。因此只適用制作在高溫、高應力下，不受沖擊載荷的凸模、凹模，如：壓鑄模、熱擠壓模、精鍛模和有色金屬成型模等。在強韌性配合方面還存在不足，以獲得高質量的3Cr2W8V熱作模具鋼為目標，嘗試采用RE-A-B復合變質處理的方法，以改變碳化物形態、強化晶界、增強基體等方式來提高其
?????? 模具生產水平的高低，已經成為衡量一個國家制造水平高低的重要標志，模具材料的質量直接影響著模具的生產水平和經濟效益。國內外冶金學者關于稀土在鋼中的應用做了大量的研究，取得了顯著成果，并已經成功地應用在生產實際中。我國的稀土資源豐富，利用稀土復合變質劑對模具鋼進行變質處理以獲得力學性能的提高意義重大。
3Cr2W8V熱作模具鋼是常用的壓鑄模具鋼，有較高的強度和硬度、良好的耐冷熱疲勞性、較好的淬透性，但該模具鋼中富含碳化物形成元素，組織中普遍存在成分偏析及共晶碳化物數量偏多等缺陷，易產生應力集中、裂紋萌生，直接導致模具壽命縮短甚至直接失效。因此只適用制作在高溫、高應力下，不受沖擊載荷的凸模、凹模，如：壓鑄模、熱擠壓模、精鍛模和有色金屬成型模等。在強韌性配合方面還存在不足，以獲得高質量的3Cr2W8V熱作模具鋼為目標，嘗試采用RE-A-B復合變質處理的方法，以改變碳化物形態、強化晶界、增強基體等方式來提高其綜合力學性能。
RE-A-B復合變質處理機理：3Cr2W8V在結晶過程中容易形成趨于網狀的碳化物，裂紋在此擴展迅速，嚴重割裂基體，而經過RE-A-B復合變質處理的試樣鋼中碳化物形態和分布都得以改善。主要有以下4個原因：
????（a）增加激活能：稀土復合變質劑增加奧氏體晶界遷移的激活能，使奧氏體枝晶細化，而晶粒的細化有利于碳化物的斷網和圓潤。
????（b）阻礙擴散：稀土復合變質劑富集在晶界上，填充了晶界空位，阻礙了碳原子的擴散，從而阻礙碳化物沿奧氏體晶界長大，使晶界處碳化物的數量明顯減少。
????（c）成分過冷：碳化物生長過程中，稀土復合變質劑在晶界處集中，產生成分過冷，促使形成離異共晶，使共晶碳化物離散。
????（d）稀土元素的活性：稀土元素是活性元素，與非金屬元素有較強的親和力，具有很強的脫氧、脫硫能力，在3Cr2W8V鋼的冶煉過程中，稀土脫氧、脫硫形成的稀土氧、硫化物，一般比鋼液的要小，會隨著鋼液中的浮渣排除，從而降低鋼的氧含量和硫含量。
以上4個原因使3Cr2W8V鋼的組織中碳化物形態和分布得以改善，強化晶界，增強基體，促使力學性能得以提高。研究結果表明：
????（1）RE-A-B復合變質處理能改變碳化物的形態和分布，由原來的網狀趨于細小、鈍化、彌散狀，從而使3Cr2W8V熱作模具鋼的沖擊韌性有所提高，但硬度變化不大。
????（2）RE-A-B復合變質處理能細化3Cr2W8V熱作模具鋼的奧氏體枝晶，從而有利于碳化物的斷網和圓潤。
????（3）RE-A-B復合變質處理能有效去除3Cr2W8V熱作模具鋼中的S、P等雜質，提高過冷度，使形核率增加，細化組織。
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