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5Cr4W5Mo2V鋼（RM2）熱作模具鋼（化學成分）的等溫淬火工藝和韌性
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-04-02
5Cr4W5Mo2V鋼（RM2）是我國自行研制的新型高熱強性熱作模具鋼，為我國合金模具鋼推薦鋼號之一。該鋼經常規熱處理后具有高的硬度、耐磨性、耐回火性和熱穩定性，是一種性能優異的熱作模具鋼。
??5Cr4W5Mo2V鋼（RM2）是我國自行研制的新型高熱強性熱作模具鋼，為我國合金模具鋼推薦鋼號之一。該鋼經常規熱處理后具有高的硬度、耐磨性、耐回火性和熱穩定性，是一種性能優異的熱作模具鋼，在高硬度狀態下，抗壓強度最高可達2300MPa，但沖擊韌性相對較低，僅為14～19J/cm2（試驗溫度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韌性的方式得到廣泛應用，其中GCr18Mo、3Cr2MoCoWV、G55SiMoV等鋼種經不同等溫淬火處理后可提高沖擊韌性達30%～60%。為進一步提高RM2鋼的使用性能，利用下貝氏體組織兼具強韌性的特點，研究了5Cr4W5Mo2V鋼等溫淬火增韌工藝對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間參數。
試驗材料5Cr4W5Mo2V鋼為鍛件退火態，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。其化學成分如表1所示。
表1??5Cr4W5Mo2V鋼的化學成分（質量分數，%）
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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
|
0.24
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3.96
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1.84
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4.55
|
0.829
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余量
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?
試驗研究不同等溫淬火時間對5Cr4W5Mo2V鋼力學性能的影響，并結合顯微組織斷口形貌進行對比分析，熱處理工藝采用箱式電阻爐進行奧氏體化，1150℃×20min，自制鹽浴爐進行等溫鹽浴，330℃±3℃×15～180min。
截取10mm×10mm×8mm試樣作為顯微組織分析試樣，經拋光腐蝕后在JSM-6510場發射掃描電子顯微鏡上進行觀察，采用Image?pro-Plus6.0圖像分析系統定量分析復合組織，選取15張照片進行分析，取平均值獲得不同等溫淬火時間對應的下貝氏體含量。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型硬度計測量，沖擊試驗在JBNS-500型沖擊試驗機上完成。結果表明:
（1）隨著等溫淬火時間的延長，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。等溫淬火時間30～60min之間，下貝氏體含量從28.8%快速增長到59.9%，沖擊韌性隨時間的延長大幅度升高，漲幅達到86%；等溫淬火60min之后，下貝氏體含量趨于穩定，試樣的沖擊韌性增加不明顯，硬度小幅度降低。
（2）不同等溫時間淬火后的斷口有解理臺階和撕裂痕，并且有少量淺而小的韌窩存在，隨著下貝氏體含量增加，解理面愈細小，進一步緩和裂紋尖端之間應力集中，試樣的沖擊韌性明顯上升。
（3）5Cr4W5Mo2V鋼試樣經1150℃奧氏體化，330℃等溫淬火60min以上，可以獲得更好的綜合力學性能。
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