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5Cr4W5Mo2V鋼（RM2）熱作模具鋼（化學(xué)成分）的等溫淬火工藝和韌性
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時(shí)間：2015-04-02
5Cr4W5Mo2V鋼（RM2）是我國自行研制的新型高熱強(qiáng)性熱作模具鋼，為我國合金模具鋼推薦鋼號(hào)之一。該鋼經(jīng)常規(guī)熱處理后具有高的硬度、耐磨性、耐回火性和熱穩(wěn)定性，是一種性能優(yōu)異的熱作模具鋼。
??5Cr4W5Mo2V鋼（RM2）是我國自行研制的新型高熱強(qiáng)性熱作模具鋼，為我國合金模具鋼推薦鋼號(hào)之一。該鋼經(jīng)常規(guī)熱處理后具有高的硬度、耐磨性、耐回火性和熱穩(wěn)定性，是一種性能優(yōu)異的熱作模具鋼，在高硬度狀態(tài)下，抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)2300MPa，但沖擊韌性相對(duì)較低，僅為14～19J/cm2（試驗(yàn)溫度20℃），模具在使用過程中容易開裂。近年來，通過貝氏體等溫淬火提高合金鋼強(qiáng)韌性的方式得到廣泛應(yīng)用，其中GCr18Mo、3Cr2MoCoWV、G55SiMoV等鋼種經(jīng)不同等溫淬火處理后可提高沖擊韌性達(dá)30%～60%。為進(jìn)一步提高RM2鋼的使用性能，利用下貝氏體組織兼具強(qiáng)韌性的特點(diǎn)，研究了5Cr4W5Mo2V鋼等溫淬火增韌工藝對(duì)其硬度和韌性的影響，討論了適用于5Cr4W5Mo2V鋼的最佳等溫淬火時(shí)間參數(shù)。
試驗(yàn)材料5Cr4W5Mo2V鋼為鍛件退火態(tài)，退火工藝為：退火溫度900℃，保溫2h，降溫到（730±10）℃，保溫4h，爐冷到≤500℃，出爐冷卻。其化學(xué)成分如表1所示。
表1??5Cr4W5Mo2V鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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C
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Si
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Mn
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Cr
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Mo
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W
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V
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Fe
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0.45
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0.38
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0.24
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3.96
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1.84
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4.55
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0.829
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余量
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?
試驗(yàn)研究不同等溫淬火時(shí)間對(duì)5Cr4W5Mo2V鋼力學(xué)性能的影響，并結(jié)合顯微組織斷口形貌進(jìn)行對(duì)比分析，熱處理工藝采用箱式電阻爐進(jìn)行奧氏體化，1150℃×20min，自制鹽浴爐進(jìn)行等溫鹽浴，330℃±3℃×15～180min。
截取10mm×10mm×8mm試樣作為顯微組織分析試樣，經(jīng)拋光腐蝕后在JSM-6510場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡上進(jìn)行觀察，采用Image?pro-Plus6.0圖像分析系統(tǒng)定量分析復(fù)合組織，選取15張照片進(jìn)行分析，取平均值獲得不同等溫淬火時(shí)間對(duì)應(yīng)的下貝氏體含量。沖擊斷口形貌在JSM-7001F掃描電子顯微鏡下觀察。試樣硬度采用HR-150A型硬度計(jì)測(cè)量，沖擊試驗(yàn)在JBNS-500型沖擊試驗(yàn)機(jī)上完成。結(jié)果表明:
（1）隨著等溫淬火時(shí)間的延長(zhǎng)，黑色針狀下貝氏體含量逐漸增加，硬度逐漸降低，沖擊韌性逐漸升高。等溫淬火時(shí)間30～60min之間，下貝氏體含量從28.8%快速增長(zhǎng)到59.9%，沖擊韌性隨時(shí)間的延長(zhǎng)大幅度升高，漲幅達(dá)到86%；等溫淬火60min之后，下貝氏體含量趨于穩(wěn)定，試樣的沖擊韌性增加不明顯，硬度小幅度降低。
（2）不同等溫時(shí)間淬火后的斷口有解理臺(tái)階和撕裂痕，并且有少量淺而小的韌窩存在，隨著下貝氏體含量增加，解理面愈細(xì)小，進(jìn)一步緩和裂紋尖端之間應(yīng)力集中，試樣的沖擊韌性明顯上升。
（3）5Cr4W5Mo2V鋼試樣經(jīng)1150℃奧氏體化，330℃等溫淬火60min以上，可以獲得更好的綜合力學(xué)性能。
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