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SDCM熱作模具鋼(化學成分)的熱穩定性研究

發布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn 更新時間:2015-12-23
針對熱沖壓技術的實際工況,對比國內外先進模具鋼,上海大學開發了專用模具材料SDCM,并重點研究了SDCM鋼微觀結構與熱穩定性之間關系。

?熱沖壓模具在高溫高壓下長期工作,并伴隨著強烈的沖擊與摩擦。熱穩定性是熱作模具鋼的主要性能之一,它反映了模具鋼在高的工作溫度下抗軟化的能力,關系到鋼的高溫硬度、高溫強度和熱疲勞抗力等性能指標。目前應用較為廣泛的是H13熱作模具鋼,但其工作溫度不能高于600℃。

針對熱沖壓技術的實際工況,對比國內外先進模具鋼,上海大學開發了專用模具材料SDCM,并重點研究了SDCM鋼微觀結構與熱穩定性之間關系。
試驗材料SDCM經過感應熔煉、電渣重熔后,再經高溫均質化后鍛造成60mm×60mm的方坯,并經超細化處理。對比材料為市售H13。兩者化學成分如表1。
表1?試驗材料化學成分(質量分數,%)
牌號
C
Si
Mn
Cr
Mo
V
H13
0.37~0.42
0.8~1.0
0.2~0.5
5~5.5
1.2~1.75
0.8~1.2
SDCM
0.45~0.48
0.3~0.5
0.60~0.80
2.50~2.70
2.10~2.40
0.80~1.00
?
將15mm×15mm×15mm塊狀試樣在1030℃淬火,分別經300、400、450、500、520、540、560、580、600、620、640℃回火保溫2h,回火兩次后,測試其硬度。
塊狀試樣經1030℃淬火后經不同溫度回火以使硬度均調整至50HRC左右。再加熱至熱穩定性溫度600℃和650℃,分別保溫1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24h后,測試其硬度值,并進行微觀組織結構研究。用HBRVU2187.5型硬度計測試洛氏硬度,每個試樣取5點平均值。利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀分析了SDCM鋼在熱穩定性試驗中的微觀組織變化。結果表明:
(1)初始硬度均為50HRC情況下,SDCM鋼經600、650℃保溫24h后,其硬度值分別高出H13鋼約13HRC和11HRC,表現出較好的熱穩定性。
(2)SDCM鋼熱穩定保溫過程中,VxC保持穩定,與H13鋼一樣,析出M23C6碳化物。但由于Cr含量較低,因Cr23C6碳化物粗化引起的軟化效應對SDCM鋼熱穩定性影響較H13鋼小。
?(3)SDCM鋼在600℃和650℃保溫時,其位錯密度分別在前2h和前8h急速下降。且位錯密度和硬度隨保溫時間變化趨勢一致,位錯對鋼熱穩定性也有重要貢獻。

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